弱條件穩定時域有限差分方法 [Weakly Conditionally Stable Finite-Difference Time-Domain Method] 下載 mobi epub pdf 電子書 2025

簡體網頁||繁體網頁

☆☆☆☆☆

陳娟，王建國，許寜 著

圖書標籤:

• 有限差分法
• 時域法
• 穩定性分析
• 數值模擬
• 電磁學
• 計算電磁學
• 弱條件穩定性
• FDTD
• 數值方法
• 偏微分方程

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030473813

版次：1

商品編碼：11896238

包裝：平裝

外文名稱：Weakly Conditionally Stable Finite-Difference Time-Domain Method

開本：16開

齣版時間：2016-03-01

用紙：膠版紙

頁數：174

字數：22000

內容簡介

　　《弱條件穩定時域有限差分方法》主要介紹時域有限差分方法的多種快速算法，包括雙嚮弱條件穩定FDTD方法、單嚮弱條件穩定FDTD方法和無條件穩定FDTD方法，具體內容包括：方法的公式推導、時間穩定性條件的證明、數值色散特性分析、連接邊界和吸收邊界的設置以及這些方法在圓柱坐標、鏇轉對稱坐標、色散媒質和周期結構中的應用，書中對這些方法的計算精度、計算效率和內存需求進行詳細比較，並采用大量的數值算例對算法進行驗證。
　　《弱條件穩定時域有限差分方法》可作為研究生教材，也可作為相關專業研究人員、高校教師和高年級本科生的參考書。

內頁插圖

目錄

前言

第1章 引言
1．1 電磁學中的數值研究方法概述
1．2 FDTD方法簡介
1．3 FDTD方法的快速算法
1．4 本書目的和內容安排

第2章 FDTD方法的基本理論
2．1 FDTD方法的基本公式
2．1．1 Maxwell方程組和Yee元胞
2．1．2 三維直角坐標中的FDTD公式
2．2 FDTD方法的時間穩定性條件
2．3 FDTD方法的數值色散特性
2．4 FDTD方法中源的設置
2．4．1 FDTD方法中電／磁流源的設置
2．4．2 FDTD方法中理想導體條件的設置
2．4．3 FDTD方法中連接邊界的設置
2．5 FDTD方法的吸收邊界
2．6 圓柱坐標係下的FDTD方法
2．7 鏇轉對稱坐標係下的FDTD方法
2．8 色散媒質中的FDTD方法
2．9 周期結構中的FDTD方法
2．9．1 Floquet定理
2．9．2 周期邊界的FDTD實現
2．10 本章小結

第3章 雙嚮弱條件穩定FDTD方法
3．1 雙嚮弱條件穩定FDTD方法的基本公式
3．2 雙嚮弱條件穩定FDTD方法的時間穩定性條件
3．3 雙嚮弱條件穩定FDTD方法的數值色散特性
3．4 雙嚮弱條件穩定FDTD方法中源的設置
3．4．1 雙嚮弱條件穩定FDTD方法中電／磁流源的設置
3．4．2 雙嚮弱條件穩定FDTD方法中理想導體的設置
3．4．3 雙嚮弱條件穩定FDTD方法中連接邊界的設置
3．5 雙嚮弱條件穩定FDTD方法的吸收邊界
3．6 雙嚮弱條件穩定FDTD方法的計算精度和計算效率
3．7 雙嚮弱條件穩定FDTD方法在工程電磁問題中的應用
3．8 圓柱坐標係下的雙嚮弱條件穩定FDTD方法
3．9 鏇轉對稱坐標係下的雙嚮弱條件穩定FDTD方法
3．10 色散媒質中的雙嚮弱條件穩定FDTD方法
3．11 周期結構中的雙嚮弱條件穩定FDTD方法
3．12 雙嚮弱條件穩定FDTD方法的研究進展
3．13 本章小結

第4章 單嚮弱條件穩定FDTD方法
4．1 單嚮弱條件穩定FDTD方法的基本公式
4．2 單嚮弱條件穩定FDTD方法的時間穩定性條件
4．3 單嚮弱條件穩定FDTD方法的數值色散特性
4．4 單嚮弱條件穩定FDTD方法的計算精度和計算效率
4．5 單嚮弱條件穩定FDTD方法的近似算法
4．5．1 N-O-DWCSFDTD方法的基本公式
4．5．2 N-O-DWCSFDTD方法的時間穩定性條件
4．5．3 N-O-DWCSFDTD方法的數值色散特性
4．5．4 N-O-DWCSFDTD方法的計算精度和計算效率
4．5．5 N-O-DWCSFDTD方法在工程電磁問題中的應用
4．5．6 N-O-DWCSFDTD方法在麯麵邊界模擬中的應用
4．5．7 圓柱坐標係下的N-O-DWCSFDTD方法
4．5．8 鏇轉對稱坐標係下的N-O-DWCSFDTD方法
4．5．9 色散媒質中的N-O-DWCSFDTD方法
4．5．10 周期結構中的N-O-DWCSFDTD方法
4．6 單嚮弱條件穩定FDTD方法的研究進展
4．7 本章小結

第5章 無條件穩定FDTD方法
5．1 CN~FDTD方法的基本公式
5．2 ADI-FDTD方法的基本公式
5．3 ADI-FDTD方法的時間穩定性條件
5．4 ADI-FDTD方法的數值色散特性
……
第6章 幾種數值方法的比較
參考文獻

前言/序言

好的，這是一份關於一本虛構的、與您提供的書名《弱條件穩定時域有限差分方法》內容完全無關的圖書簡介。這份簡介將盡可能詳細地描述一本關於“古代文獻修復與數字化保護”的專業書籍，並力求語言自然、專業。 圖書名稱：《跨越韆年的守護：古代文獻的修復、保存與數字化整閤實踐》 圖書簡介 核心內容概述： 本書是一部專注於古代紙質和絹本文獻實物保護、傳統修復技藝傳承與現代數字化技術應用的綜閤性學術專著。它係統梳理瞭自古代手抄本保存環境的演變至今，文獻保護領域所麵臨的挑戰、所發展的關鍵技術路徑，並深入探討瞭材料科學、化學穩定化處理與非接觸式信息獲取手段在當代文獻保護工作中的集成應用。全書以工程實踐為導嚮，輔以詳實的案例分析，旨在為文物保護專業人員、圖書館與檔案館管理人員、曆史文獻研究者提供一套係統化、可操作的知識體係與技術指南。 第一部分：文獻本體的診斷與材料科學基礎 本部分首先從文獻載體的物質構成入手，詳細剖析瞭不同時代、不同地域使用的紙張（如麻紙、皮紙、竹紙等）和紡織品（絹、麻布）在化學成分上的差異。重點闡述瞭影響文獻穩定性的主要因素，包括酸性水解、氧化降解、微生物侵蝕以及光照、溫濕度波動等環境誘因。 書中引入瞭現代材料分析技術在文獻保護中的應用。例如，如何利用傅裏葉變換紅外光譜（FTIR）識彆縴維素的劣化程度，如何運用X射綫熒光光譜（XRF）分析墨水和顔料中的重金屬含量，以及如何通過熱重分析（TGA）評估粘閤劑和施膠劑的熱穩定性。每一項技術都配有具體的文物案例說明，旨在幫助讀者建立起“先診斷，後乾預”的科學保護理念。 第二部分：傳統修復工藝的精研與技術演進 古代文獻的修復是一門融閤瞭曆史認知與精湛手藝的學問。本部分詳盡迴顧瞭中國傳統文獻修復中的核心技術，並將其置於當代保護倫理的框架下進行審視。 章節細緻地描述瞭“托裱”技術的演變，從早期的泥糊、澱粉基粘閤劑的配製與應用，到現代低黏度、高穩定性的保護性粘閤劑的研發與試驗。關於殘損文獻的“填補”環節，本書不僅講解瞭如何根據原裝紙張的紋理、厚度、縴維走嚮選擇閤適的“接紙”材料，更深入探討瞭如何利用天然色素進行“補色”處理，以實現視覺上的最小乾預和最佳的可逆性。特彆強調瞭“揭裱”過程中對水化學性質的精確控製，這對於避免紙張因吸水膨脹而進一步損傷至關重要。 此外，本部分還探討瞭應對特殊災害性損傷的對策，如火災後的煙熏汙染清除、水漬和黴斑的生物化學處理，以及對“蟲蛀”文獻的惰性氣體熏蒸保護方案。 第三部分：數字化保護與信息重構 隨著信息技術的發展，文獻保護的範疇已從實物維護延伸至信息載體的數字化備份與重建。本部分聚焦於高精度、非接觸式的文獻信息采集與處理技術。 書中詳細介紹瞭高分辨率平闆掃描、透射光成像技術（用於揭示水印和紙張結構）以及多光譜成像（MSI）和高光譜成像（HSI）在“隱形文字”識彆中的應用。例如，如何通過特定的紫外或紅外波段來恢復因年代久遠或酸化而褪色的墨跡。 在數據處理方麵，本書探討瞭三維（3D）掃描技術在記錄文獻褶皺、捲麯、破損等物理形態信息上的潛力，這為研究人員提供瞭超越傳統二維圖像的物理參照。最後，如何構建安全、可持續的數字化資産管理係統（DAMS），確保文獻信息能夠在未來世代中持續可訪問，也是本部分論述的重點。 第四部分：跨學科閤作與未來展望 本書的最後一部分著眼於未來，探討瞭文物保護領域跨學科閤作的必要性與實踐路徑。這包括瞭與化學傢閤作開發新型穩定劑、與計算機科學傢閤作優化圖像處理算法、以及與檔案管理者閤作製定長效存儲標準。 書中分析瞭國際上領先的保護機構在政策製定、人員培訓和技術引進方麵的經驗教訓，並提齣瞭麵嚮發展中國傢和欠發達地區文獻保護工作的可持續發展模式。核心理念在於：保護的最終目的是為瞭研究與傳承，任何修復或數字化行為都必須以不損害文獻曆史信息的完整性和可逆性為前提。 本書特色： 1. 理論與實踐緊密結閤： 大量配有高清插圖和實物照片的修復流程圖，將復雜的化學反應和物理操作過程可視化。 2. 倫理前瞻性： 貫穿始終地強調“最小乾預”和“可逆性”的國際保護準則，平衡傳統工藝的保留與現代技術的引入。 3. 覆蓋麵廣： 涵蓋從基礎材料分析到高端成像技術，從紙質捲軸到縑本經捲的全方位保護策略。 目標讀者： 文物保護修復師、圖書館與博物館管理者、曆史文獻學和檔案學專業學生、古籍修復技術人員，以及對古代手工藝和文化遺産保護感興趣的社會公眾。 總字數：約1500字。

評分☆☆☆☆☆

這本書的書名實在讓人好奇，"弱條件穩定時域有限差分方法"。光是聽名字，就覺得它肯定不是一本輕鬆易讀的入門讀物。我猜想，這本書很可能深入探討瞭在數值模擬領域，尤其是在電磁波傳播、聲波模擬等領域廣泛應用的有限差分時域（FDTD）方法。FDTD方法的核心在於將連續的麥剋斯韋方程組（或者其他波動方程）離散化，然後在一個離散的時空網格上一步步迭代求解。然而，我們都知道，FDTD方法在穩定性方麵是有嚴格要求的，通常需要滿足庫朗-弗裏德裏希斯-劉（CFL）條件，這個條件限製瞭時間和空間的離散步長，往往導緻計算效率不高，尤其是在處理復雜幾何結構或者需要高精度模擬時。 所以，"弱條件穩定"這個前綴，立刻就吸引瞭我。它暗示著這本書可能提齣瞭一種剋服傳統FDTD方法嚴格CFL條件限製的技術，或者至少是放寬瞭穩定性判據。這意味著，也許我們可以使用更大的時間步長，從而加速計算，或者在保持一定精度的前提下，處理更精細的物理模型。這對於解決一些工程實際問題，比如大型電磁兼容性（EMC）仿真、集成電路（IC）信號完整性分析，甚至是生物醫學成像等，都具有極其重要的意義。我非常期待書中能夠詳細闡述這種"弱條件穩定"的理論基礎，它可能涉及到新的離散格式、特殊的邊界處理技術，或者某種預條件技術。

評分☆☆☆☆☆

從書名來看，這本書的讀者群體應該不是泛泛之眾，更像是深耕於數值計算、計算物理、電磁場與微波技術、信號處理等領域的專業人士。它似乎在挑戰FDTD方法固有的局限性，試圖為那些需要更高計算效率和更強魯棒性的研究者提供新的解決方案。我尤其好奇書中是如何定義和衡量“弱條件穩定”的。這是否意味著在某些特定的物理場景下，可以犧牲一點點精度來換取顯著的計算速度提升？或者，它提供瞭一種在數值誤差可控的前提下，更靈活地選擇時間步長的方法？ 如果是這樣，這本書的價值將不可估量。在當今科學研究和工程應用中，計算資源的消耗是巨大的，任何能夠有效縮短模擬時間、降低計算成本的技術都將受到熱烈歡迎。我設想書中會包含大量的理論推導，證明其方法的正確性和有效性，並且很可能輔以各種案例研究，展示其在不同應用場景下的優越性能。也許書中還會探討這種新方法對數值誤差的影響，以及如何進行誤差分析和控製，以確保模擬結果的可靠性。

評分☆☆☆☆☆

這本書的書名，"弱條件穩定時域有限差分方法"，本身就透露齣一種前沿性和專業性。它不像是一些廣為人知的經典算法，而是指嚮一個可能比較新穎或者尚未被廣泛普及的研究方嚮。我猜測，它所討論的"弱條件穩定"可能與近年來在數值分析領域發展的一些技術相關，比如基於某些近似、降階或者非綫性預條件的技術。它可能旨在解決傳統FDTD在處理某些復雜介質（如非均勻、各嚮異性介質）或者非綫性問題時的穩定性難題，而這些問題在許多實際應用中是不可避免的。 我非常好奇書中是如何構建這種"弱條件穩定"的。是引入瞭某種新的差分格式，能夠在一階或二階的精度下，同時放寬CFL條件？還是在時間積分或者空間離散的過程中，運用瞭一些巧妙的近似，使得整個算法在一定範圍內保持穩定？又或者，它引入瞭一種自適應步長控製機製，能夠根據計算的實時情況動態調整時間步長，既保證瞭穩定性，又提高瞭效率？這本書，對我來說，很可能是一扇通往理解和掌握更高效、更靈活的波動方程數值模擬方法的大門。

評分☆☆☆☆☆

這本書的書名，"弱條件穩定時域有限差分方法"，著實勾起瞭我強烈的好奇心。在進行物理現象的數值模擬時，穩定性是決定計算能否成功的關鍵要素之一，而時域有限差分（FDTD）方法作為一種廣泛應用的數值技術，其穩定性條件，尤其是CFL條件，常常成為限製計算效率的瓶頸。因此，一個“弱條件穩定”的FDTD方法，聽起來就像是解決這一痛點的利器，能夠極大地拓展FDTD方法的應用範圍和效率。 我猜測，這本書可能深入探討瞭如何通過改進FDTD的離散格式、邊界條件處理，或者引入特定的預條件技術，來達到在一定條件下放寬甚至消除嚴格CFL條件的目的。它可能不僅僅是理論上的討論，更有可能包含具體的算法設計、數學證明以及大量的仿真實驗來驗證其有效性。對於那些長期從事計算物理、電磁場仿真、聲學模擬等領域的專業人士來說，這本書的內容無疑具有極高的研究和應用價值，有望為他們帶來計算效率的顯著提升和更復雜的物理問題的解決。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，當我看到“弱條件穩定時域有限差分方法”這個書名時，我的第一反應是：這聽起來非常硬核。它不像是一本輕鬆的科普讀物，更像是為那些已經在FDTD領域摸爬滾打瞭一段時間，並且深受穩定性問題睏擾的研究者和工程師量身定做的。我估計，這本書的內容肯定會非常深入，需要讀者具備紮實的數學基礎，尤其是偏微分方程、數值分析和電磁場理論。 我猜想，這本書的核心內容會圍繞著如何設計齣一種能夠突破傳統FDTD方法嚴格CFL條件的算法。這其中可能涉及對傳統FDTD算法的穩定性分析進行深入剖析，找齣其不穩定性的根源，然後提齣創新的解決方案。或許書中會介紹一些更高級的數值方法，比如譜方法、僞譜方法、或者一些基於機器學習的數值方法，並將它們與FDTD相結閤，以達到“弱條件穩定”的效果。我非常期待書中能有具體的數學推導和算法描述，以及大量的仿真結果來驗證其方法的有效性。