笔记简介

研究生的一门课程，希望可以用博客记录并巩固一下学习内容。
虽然现在电磁仿真软件交互做的已经相当不错了，算法也日趋完善。但是作为一名电磁仿真软件重度依赖患者来说，了解电磁仿真原理，对于日后面临不同模型出现问题的时候，可以针对模型选用不同的算法，判断仿真结果是否正确以及如何来简化模型来提高仿真效率等。

参考书

课程推荐的参考书有以下几本，课上教学老师使用的是英文版的教材，也就是第一张图对应的书本。
这里给出书本的电子版资料，仅供个人学习参考，不可传播。
提取码：EMTC
《Numerical Techniques in Electromagnetics with MATLAB》
《MATLAB模拟的电磁学时域有限差分法》

课程主要内容

这是课程大纲要求的部分内容，但是课时有限，有一些需要自学的部分，可能无法记录下来。由于博主比较菜，涉及到很难的部分知识点可能不会详细介绍。但是课程需要实现的代码还是会实现并且经过老师求证后再分享出来，保证不会误导阅读者。

实际上这门课涉及的仿真原理并不简单，需要数学基础足够扎实（所以显然不适合博主这种菜鸟的），但是电磁仿真原理最后都是应用于编程实现的，所以结合编程就更加地清楚的理解电磁仿真原理的实现具体过程，自己动手编程去求证是非常重要的。

课程安排：第一部分是FDTD（时域有限差分），第二部分是介绍变分法（变分法是矩量法和有限元法的基础），第三部分就是分别介绍矩量法和有限元法。

电磁仿真原理简介

解析解方法与数值计算方法

电磁数值计算就是用数学计算电磁问题的近似解，而电磁场与电磁波课程内容计算的电磁问题得到的是解析解。解析解有非常明确的公式，公式对应的物理意义非常明确。

比较简单的，例如静电场的库伦公式，如果知道点电荷的电荷量（库伦），以及观测点与点电荷之间的距离，那么该点场强的平方是与电荷距离的平方成反比的，所以这个物理意义是非常清晰的。
较为复杂的，例如工程上的公式，例如微波炉加热食物的原理实际上是谐振腔原理，微波在谐振腔内的分布为驻波。而微波炉一般是矩形的，所以可以用直角坐标系下的分离变量法求解微波炉内的场强分布，利用无穷级数的组合，每一项的级数就是一种模式。

但是解析解方法有严格的限制，如果不满足它的条件的话，那么解析解是失效的。（例如，上面的微波炉例子，如果将其切掉一个角，使其变成七面体，那么这个直角坐标系的分离变量法就不适用了）
所以如果解析解解决不了的电磁问题，一般就通过数值计算来解决。但是数值计算得到的就仅仅是一个值了，比如电场磁场强度，这个强度代表的物理意义，或者计算的值是否正确，因为没有公式依赖，所以只能通过自己的电磁场基础来判断了。

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