什么是计算电磁学(Computational Electromagnetics)？

计算电磁学，也称为电磁建模或计算电动力学，是一个物理学领域，允许科学家预测和描述电磁波与物理物体接触时的行为。科学家可以在研究任何电磁波时使用计算电磁学，尽管它最常用于研究无线电波或微波。在这种情况下，电磁理论...

计算电磁学，也称为电磁建模或计算电动力学，是一个物理学领域，允许科学家预测和描述电磁波与物理物体接触时的行为。科学家可以在研究任何电磁波时使用计算电磁学，尽管它最常用于研究无线电波或微波。在这种情况下，电磁理论经常被用来帮助科学家开发更好的天线和通信设备。为了建立这些复杂方程的模型，科学家需要使用功能强大的计算机。从事计算电动力学工作的科学家依赖一组称为麦克斯韦方程组的方程组。这些方程组用于描述受大小物体影响的电场和磁场的行为在研究原子粒子对电磁场的影响时，麦克斯韦方程组是合适的，而其他方程组则更准确地描述了宏观物体对电磁场的影响。这两组方程都考虑了这些其他物体发射的电磁场，并描述了当这些不同的电磁场集相互作用。计算电磁学中使用的方程非常复杂。它们考虑了许多不同的场，并预测了这些场在空间中给定区域内的行为。数学的复杂性要求使用能够完成许多项的计算机不同的计算和外推信息。电磁场的相互作用可以用数学和视觉来表示，这样就可以很容易地看到和理解这些场的行为在无线电波和微波的研究中，计算电磁学有许多实际应用。对这一领域的更深入的了解导致了通信技术的进步，并产生了能够更可靠地传输和接收数据的天线。特别是蜂窝技术领域，由于对这一领域的更深入的了解，以及计算更大范围内电磁场相互作用的计算机能力的增强，使其受益匪浅，计算电磁学科学家经常对称地对这些场进行建模，在许多应用中，把这些场看作可以简单地模拟为二维或三维物体的广义场更为实际，如圆或球体。如果各种应用需要更精确的电磁场模型是可能的。

发表于 2020-09-18 09:20
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分类：科学教育

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