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本书具体论述了二维电磁场、三维静电场、三维静磁场、永磁磁场、三维涡流场和温度场的有限元分析，以及无单元法、磁场力、电磁机构动态特性、电磁场逆问题的数值求解和全局优化设计，展示了当代国际电磁场计算领域中的热点问题。内容简介
《电气工程电磁场数值分析》总结了作者及其学术团队20余年对电气工程电磁场数值分析的主要科学研究和研究生教学成果，内容丰富，层次分明、系统性强。本书以数值分析方法中应用最普通、最有效的有限元法为基础，具体论述了二维电磁场、三维静电场、三维静磁场、永磁磁场、三维涡流场和温度场的有限元分析，以及无单元法、磁场力、电磁机构动态特性、电磁场逆问题的数值求解和全局优化设计，展示了当代国际电磁场计算领域中的热点问题。书中还包括了较多的计算实例。《电气工程电磁场数值分析》可作为电气工程类专业博士生和硕士生的教材，也可作为相关专业本科学生和科技人员的参考用书。
作者简介
颜威利，1937年出生于上海市，1958年毕业于浙江大学电机系。现任河北工业大学教授、博士生导师、中国电工技术学会理论电工专委会主任委员，是国家级有突出贡献的专家。长期致力于电磁场数值分析科研和教学工作，指导博士生25名，获国家科技进步奖l项、省部级科学技术突出贡献奖和一、二等奖8项。曾任国际电磁场计算学会（ICS）理事、国际电磁场问题与应用会议ICEF’2000主席。目录
前言第一章 绪论/1
参考文献/3
第二章 电气工程中电磁场的基本方程/4
第一节 电磁场的基本方程组/4
第二节 稳态标量位方程/5
第三节 稳态矢量位方程/8
第四节 交变电磁场方程/10
第五节 电磁场微分和积分方程的通式/13
第六节 定解条件/14
第三章 有限元法原理/16
第一节 有限元概念/16
第二节 函数逼近的理论/17
第三节 算子方程及变分原理/20
第四节 变分方法的离散格式/25
第五节 加权余量法/39
参考文献/42
第四章 二维电磁场有限元法/43
第一节 平面非线性磁场有限元法/43
第二节 非线性方程组的解法/53
第三节 轴对称磁场有限元法/57
第四节 前处理和后处理技术/60
参考文献/65
第五章 三维静电场有限元分析/66
第一节 泊松方程的有限元离散格式/66
第二节 空间单元分析和代数方程集合/69
第三节 边界条件处理和简单计算实例/78
第四节 等参元有限元法/82
参考文献/88
第六章 三维静磁场矢量位有限元分析/89
第一节 双旋度方程和矢量泊松方程/89
第二节 双旋度方程的有限元离散格式/90
第三节 空间单元分析/98
第四节 非线性方程组的形成和求解/103
第五节 边界条件处理/105
第六节 计算实例/107
参考文献/108
第七章 三维静磁场标量位有限元分析/109
第一节 部分标量位和全标量位/109
第二节 双标量位法/110
第三节 恒定电流磁场的积分表达式/116
第四节 单元分析和计算步骤/13l
第五节 双标量位等参元法/135
参考文献/141
第八章 永磁磁场有限元分析/142
第一节 永磁磁场基本方程/142
第二节 二维及轴对称永磁磁场的有限元法/143
第三节 三维矢量磁位有限元法/146
第四节 三维标量磁位有限元法/148
第五节 矢量磁位和标量磁位结合方法/150
第六节 计算实例/151
参考文献/154
第九章 三维涡流场有限元分析/155
第一节 三维涡流场微分方程/155
第二节 涡流场矢量磁位方法/157
第三节 矢量磁位和标量电位相结合方法/164
第四节 考虑趋肤效应情况下涡流区的网格剖分/168
第五节 磁滞损耗的数值计算/171
第六节 磁损耗分离技术/175
第七节 计算实例/178
参考文献/179
第十章 温度场有限元分析/180
第一节 热传导方程和边界条件/180
第二节 稳态温度场有限元法/182
第三节 横向磁通感应加热耦合场分析/189
参考文献/194
第十一章 电磁场无单元方法/195
第一节 基于滑动最小二乘近似的无单元伽辽金法/195
第二节 无单元伽辽金法在电磁场数值分析中的应用/198
第三节 小波插值伽辽金法/205
第四节 计算实例/209
参考文献/213
第十二章 磁场力的数值计算/214
第一节 磁场力的基本概念——洛仑兹力/214
第二节 磁场应力——麦克斯韦公式/216
第三节 虚位移原理和能量平衡公式/220
第四节 电动力的数值计算/226
第五节 电磁吸力的分析和计算/228
第六节 交流电磁铁吸力特性计算实例/232
参考文献/236
第十三章 电磁机构动态特性数值分析/237
第一节 电磁铁动态微分方程组/237
第二节 动态微分方程组的数值解法/238
第三节 电磁铁强励电路的数值分析/241
第四节 电压源激励下电磁铁动态分析/249
参考文献/253
第十四章 电磁场逆问题和优化方法/254
第一节 电气工程中的电磁场逆问题/254
第二节 模拟退火法/256
第三节 遗传算法/260
第四节 小波神经网络法/264
第五节 正交设计法/268
参考文献/275
前言/序言
用户评价
这本书的标题，《电气工程电磁场数值分析》，让我立刻联想到那些在实验室里，工程师们如何用强大的计算工具来模拟和预测复杂的电磁现象。我曾听说过，在许多实际的工程设计中，解析解几乎是不可能得到的，这时候就需要依赖数值方法来近似求解。这本书，听起来就像是为解决这类问题而生的。它很可能详细介绍了如何将抽象的麦克斯韦方程转化为计算机可以理解和计算的形式。我特别好奇书中会涵盖哪些具体的数值方法，比如有限元法、有限差分法、矩量法等等。我理解这些方法的核心在于将连续的物理场离散化，并在离散点上求解相应的方程组。对于我这样一个非专业人士来说，我希望能看到清晰的理论推导，以及这些方法是如何在实际的电气工程问题中得到应用的。例如，在设计高频电路板时，信号的传输和串扰是关键问题，如何利用数值方法来模拟这些效应？在设计电磁兼容（EMC）设备时，如何分析和抑制电磁干扰？在设计高效的电动机时，如何优化电磁场的分布以减少损耗？这些都是我非常感兴趣的应用场景。我希望书中能够提供一些图示和案例，直观地展示数值分析的过程和结果，比如电磁场的分布图、电场线和磁感线等。此外，我也希望能了解在进行数值分析时，有哪些需要注意的细节，比如网格的精细度、边界条件的设定、误差的评估等等。因为我知道，数值分析的准确性很大程度上取决于这些因素。这本书如果能深入浅出地讲解这些内容，那将是一本非常有价值的参考书，能够帮助我更好地理解电气工程中那些看不见却又至关重要的电磁力量。
评分当我看到《电气工程电磁场数值分析》这个书名时，我立刻被其专业性和实用性所吸引。我知道，电磁场是电气工程的基础，而“数值分析”则意味着这本书将带领读者深入到如何用计算方法来解决实际的电磁场问题。我猜想，这本书会涵盖许多先进的数值技术，如有限元法（FEM）、有限差分时域法（FDTD）等，并详细阐述它们在解决不同类型电磁场问题时的原理和应用。我非常希望书中能提供一些具体的工程实例，例如如何利用这些数值方法来模拟天线的辐射特性，分析电路板上的电磁干扰，或者计算电磁阀的动态响应。通过这些生动的案例，我能够更直观地理解这些抽象的数值方法是如何转化为解决实际工程问题的强大工具的。此外，我也希望书中能对不同的数值方法进行比较分析，帮助读者了解它们各自的优缺点，以及在不同场景下如何选择最合适的方法。因为我知道，选择合适的数值方法是保证计算效率和精度的关键。我也希望书中能包含一些关于网格生成、边界条件处理、误差评估等方面的技术指导，这些都是在实际数值计算中非常重要的环节。这本书，对我而言，将是一次深入了解电气工程中电磁场分析技术，并掌握实用计算工具的绝佳机会。
评分《电气工程电磁场数值分析》这个书名，让我立刻对书中内容产生了浓厚的兴趣，因为我知道，电磁场是电气工程的核心，而“数值分析”则为我们提供了解决复杂问题的强大武器。我一直对电磁场如何影响我们身边的各种电子设备和电力系统感到好奇，特别是当这些现象变得复杂难解时，就需要借助数值方法来求解。我非常期待这本书能够详细介绍各种常用的数值分析技术，例如有限元法（FEM）、有限差分时域法（FDTD）、矩量法（MoM）等，并深入讲解它们在电气工程领域的具体应用。我希望书中能有丰富的工程案例，比如如何通过数值模拟来设计高性能的天线，如何分析和抑制电磁干扰，或者如何优化变压器和电机的设计。这些实际的应用，能帮助我更好地理解理论知识是如何转化为实际工程解决方案的。我也希望书中能够对不同数值方法的优缺点进行深入的讨论，并提供一些选择合适方法的指导，因为我知道，在实际工程中，效率和精度往往需要权衡。此外，我也希望书中能包含一些关于网格划分、边界条件设置、误差分析等实际操作的技巧，这些都是保证数值计算准确性的关键。这本书，对我来说，将是一个深入探索电气工程电磁场分析技术，并掌握强大计算工具的宝贵资源。
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评分我对《电气工程电磁场数值分析》这本书的初步印象，正如书名所暗示的，是对电磁场及其数值分析方法在电气工程领域应用的深度探索。这本书似乎触及了许多现代工程设计的核心问题。要知道，在电气工程的各个分支，从高频通信到电力系统的设计，电磁场的行为是无处不在且至关重要的。例如，在设计高性能的微波器件时，微小的结构变化都可能导致电磁波的传播特性发生显著改变，而精确的数值模拟是预测和优化这些特性的关键。同样，在电力系统的运行中，电磁场不仅决定了能量传输的效率，还关系到设备的安全性和稳定性，例如变压器和电动机的电磁耦合、电机的损耗计算，甚至包括雷电对高压电网的影响，这些都需要通过严谨的数值分析来评估。这本书的“数值分析”部分，让我联想到那些需要大量计算资源的复杂算法，比如有限元方法（FEM）、有限差分时域方法（FDTD）等等。我希望书中能够详细讲解这些方法的原理，包括它们是如何离散化连续的麦克斯韦方程组，并转化为一组代数方程组，然后利用计算机求解的。更重要的是，我期待看到这些方法在实际工程问题中的具体应用案例，例如如何使用有限元法来模拟复杂几何形状的电磁散射问题，或者如何利用FDTD方法来分析射频电路的瞬态响应。如果书中能提供一些关于网格划分、边界条件设置、收敛性判据等实际操作的指导，那将非常有价值。此外，我还希望这本书能够讨论不同数值方法的优缺点，以及在不同应用场景下如何选择最合适的方法，这对于读者做出明智的技术决策至关重要。例如，对于大规模的电磁散射问题，边界元法（BEM）可能比FEM更有效率，而对于瞬态问题，FDTD方法则具有天然的优势。理解这些权衡和选择，将有助于读者更深入地掌握数值分析工具。
评分读到《电气工程电磁场数值分析》这个书名，我脑海中立刻浮现出那些在工程实际中至关重要却又难以用简单公式描述的电磁现象。从我们日常使用的手机、电脑，到庞大的电力输送网络，再到精密的医疗设备，电磁场无处不在，而理解和控制这些场，正是电气工程师的核心任务。我一直对这些无形的力场如何运作感到着迷，特别是当它们涉及到复杂的设计和优化时。书中“数值分析”的字眼，更是点出了解决复杂问题的关键。我猜想，这本书将带领读者深入了解如何利用数学模型和强大的计算能力来模拟这些电磁现象。这不仅仅是理论上的探讨，更是将理论转化为实际应用的重要桥梁。我非常期待书中能够详细讲解一些主流的数值分析技术，比如有限元法（FEM）、有限差分时域法（FDTD）、边界元法（BEM）等，并说明它们各自的适用范围和优缺点。例如，在设计高性能天线时，如何利用数值方法来优化其辐射方向图和增益？在研究电磁兼容性（EMC）时，如何通过模拟来预测和减少设备之间的电磁干扰？在设计高速电路时，如何分析信号的传播延迟和损耗？这些都是现实世界中非常棘手但又必须解决的问题。我希望这本书能够提供一些具体的算法流程，甚至是一些伪代码，让读者能够更好地理解数值计算的步骤。同时，我也希望书中能够包含一些实际的工程案例，通过这些案例来展示数值分析的强大威力，比如模拟电磁波在复杂介质中的传播，或者计算电磁阀的吸合过程。这些实际的应用，能让我更直观地感受到理论知识的价值。
评分我最近偶然翻阅了一本名为《电气工程电磁场数值分析》的书，虽然我不是专业的电气工程师，但作为一名对技术发展抱有浓厚兴趣的读者，我对这本书的内容产生了极大的好奇。书名中的“电磁场”和“数值分析”这两个词汇，在我脑海中勾勒出一幅充满挑战与未知的画面。我一直以来都对看不见的电磁力量如何影响我们周围的世界充满着一种近乎孩童般的好奇。想象一下，从手机信号的无线传播，到电力传输的稳定高效，再到各种电子设备内部精密的运行，背后都离不开电磁场理论的支撑。而“数值分析”的加入，则让我联想到那些需要强大计算能力来解决的复杂问题。在现实世界中，许多电磁现象的数学模型都异常复杂，很难找到解析解，这时候就需要借助数值方法，通过计算机模拟和计算来逼近真实情况。这本书似乎就是为解决这些棘手问题而生的，它可能不仅仅是理论的堆砌，更是一种实用的工具，能够帮助工程师们在设计和优化过程中，摆脱许多理论上的束缚，直接面对工程实践中的实际挑战。我特别希望能在这本书里看到一些具体的案例分析，比如如何利用数值方法来模拟天线的辐射特性，或者如何计算变压器内部的损耗，甚至是如何分析高压输电线路的电晕放电效应。这些实际的应用场景，对于我这样对理论知识的应用更感兴趣的读者来说，无疑是最具吸引力的部分。我期待这本书能够以一种清晰易懂的方式，引导我理解这些复杂的概念，并让我领略到数学和计算的力量在解决工程难题中所扮演的关键角色。甚至，我希望这本书能够触及一些前沿的数值分析技术，比如有限元法、边界元法或者差分时域法，以及它们在电磁场分析中的具体应用，如果能有一些代码示例或者伪代码，那就更完美了，这样我就可以尝试着去复现一些简单的模型，加深理解。总而言之，我对这本书充满了期待，希望它能够成为我探索电气工程领域电磁场奥秘的一扇窗口，让我看到理论与实践结合的魅力所在。
评分《电气工程电磁场数值分析》这个书名，立刻勾起了我对那些看不见却又无处不在的电磁力量的兴趣。我一直认为，理解电磁场是电气工程师的核心技能之一，而“数值分析”的加入，则让我意识到，在实际工程中，我们常常需要借助计算机的力量来解决那些解析解难以企posited的问题。我希望这本书能够详细讲解一些主流的数值计算方法，例如有限元法（FEM）、有限差分时域法（FDTD）、边界元法（BEM）等等，并深入剖析它们在电气工程领域的应用。我特别期待书中能够提供一些具体的工程案例，比如如何利用数值模拟来设计高频电路，分析电磁干扰，或者优化天线的性能。我希望通过这些案例，能够直观地理解这些复杂的数值方法是如何应用于解决实际工程问题的。此外，我也希望能了解在进行数值分析时，有哪些重要的技术细节需要注意，比如网格的质量、边界条件的设置、收敛性的判断等等。因为我知道，这些因素对于数值计算的准确性和可靠性至关重要。这本书，对我来说，可能是一个深入了解如何利用数学和计算工具来解决电气工程中电磁场问题的绝佳途径，它将帮助我更好地理解那些在工程设计中至关重要的复杂现象。
评分当我看到《电气工程电磁场数值分析》这本书的标题时，我的思绪立刻被带到了那些充满挑战的工程设计场景中。我一直对电磁场如何影响我们周围的技术设备感到好奇，从手机信号的传播到电力系统的稳定运行，电磁场扮演着至关重要的角色。然而，我也深知，很多时候，这些复杂的电磁现象无法用简单的数学公式来精确描述，这时候就需要依靠强大的数值分析技术。我非常期待这本书能够详细介绍各种数值方法，例如有限元法（FEM）、有限差分时域法（FDTD）等，并阐述它们在解决电磁场问题时的具体原理和应用。我希望书中能够包含一些实际的工程案例，例如如何利用数值模拟来优化天线的性能，如何分析复杂结构中的电磁辐射，或者如何评估电磁兼容性（EMC）问题。这些具体的应用场景，能让我更直观地理解数值分析的强大之处。我尤其希望看到书中能对不同数值方法的优缺点进行深入的比较，并提供一些在实际工程中选择合适方法的指导。比如，在处理某些特定类型的电磁问题时，哪种方法更高效，哪种方法精度更高。我还期待书中能够探讨网格划分、边界条件设定、误差控制等关键的技术细节，因为我知道，这些因素直接影响到数值计算的准确性和可靠性。这本书，对我而言，无疑是一个探索如何用数学和计算来解决电气工程中那些复杂电磁问题的宝贵资源，它将帮助我更好地理解那些隐藏在技术背后的深刻原理。
评分当我看到《电气工程电磁场数值分析》这本书名的时候，我脑海中立刻浮现出那些看不见的电磁波如何穿梭于我们生活的空间，以及工程师们如何用复杂的数学模型来描述和控制它们。电磁场是电气工程的基石，而“数值分析”则意味着这本书将带领我们深入到如何用计算的方法来解决那些用解析方法难以处理的实际工程问题。我非常期待书中能够详细讲解各种主流的数值分析技术，比如有限元法、有限差分时域法、边界元法等，并深入阐述它们在电气工程各个领域的应用。我特别希望书中能够包含一些生动的工程案例，例如如何利用数值模拟来优化天线的辐射效率，如何分析复杂结构的电磁散射特性，或者如何评估高压设备周围的电场分布。通过这些具体的案例，我能够更直观地理解这些抽象的数值方法是如何应用于解决实际工程挑战的。此外，我也希望书中能对不同数值方法的优劣势进行比较，并给出一些选择合适方法的建议，因为我知道，在实际工程应用中，找到最适合特定问题的数值方法至关重要。我也期待书中能探讨网格生成、边界条件设定、误差评估等关键的技术细节，这些都是影响数值计算准确性和可靠性的重要因素。总而言之，这本书对我来说，将是一次深入了解电气工程中电磁场分析的强大工具和技术，并从中获得解决实际工程问题能力的绝佳机会。
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