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数値電磁界解析のためのFDTD法-基礎と実践-

2020年10月25日更新

『数値電磁界解析のための FDTD 法*1ー基礎と実践-』(宇野亨編著,何一偉・有馬卓司著,コロナ社,2016年5月25日 初版 第 1 刷)を購入しました。英語タイトルは,"FDTD Method for Computational Electromagnetics - Fundamentals and Practical Applications -" です。
2016 年 5 月 25 日 初版第 1 刷発行となっておりますが,2016 年 5 月 14 日時点において, Amazon で購入できるようです。

数値電磁界解析のためのFDTD法- 基礎と実践 -

数値電磁界解析のためのFDTD法- 基礎と実践 -

 

1998 年に刊行された『FDTD 法による電磁界およびアンテナ解析』の後継となる位置づけと思われます。
1998 年以降,新たに生まれた方法,淘汰された方法についても触れられています。

また,FORTRAN90 に準拠したプログラムコードも記載(コロナ社の Web サイトからダウンロード可能。ただし,本書に記載されているパスワードが必要)されており,より実践的な内容となっています。

FDTD法による電磁界およびアンテナ解析

FDTD法による電磁界およびアンテナ解析

 

 参考までに本書の構成は以下の通りです。

1.    FDTD法基礎
    1.1    電磁方程式
    1.2    Yee アルゴリズム
    1.3    物体のモデル化
    1.4    外部波源と励振パルス
    1.5    時間ステップとセルサイズ

2.    吸収境界
    2.1    Mur の吸収境界
    2.2    PML 吸収境界
    2.3    UPML
    2.4    CPML

3.    基本プログラム
    3.1    計算の流れ
    3.2    1 次元問題
    3.3    2 次元問題
    3.4    3 次元問題

4.    分散性・異方性媒質
    4.1    代表的な分散性媒質
    4.2    RC 法と PLRC 法
    4.3    ADE 法
    4.4    左手系媒質の取扱い
    4.5    分散性媒質に対する PML
    4.6    異方性媒質

5.    電磁波散乱解析とその実例
    5.1    散乱界に対する FDTD 法
    5.2    全電磁界・散乱界領域分割法
    5.3    セル構造の変形
    5.4    良導体の取扱い
    5.5    遠方界

6.    アンテナ解析とその実例
    6.1    アンテナ導体のモデル化
    6.2    アンテナ給電モデルと給電点電流
    6.3    入力インピーダンス
    6.4    反射係数と散乱行列
    6.5    アンテナの放射効率と SAR
    6.6    遠方界特性
    6.7    電流分布と電荷分布

7.    メタマテリアル
    7.1    メタマテリアルと FDTD 法
    7.2    平面波の垂直入射
    7.3    斜め入射
    7.4    アンテナ問題
    7.5    分散ダイアグラム

8.    関連手法
    8.1    FDTD 関連手法
    8.2    FDTD 連成解析
    8.3    周波数領域の電磁界解析手法

付録A.    物理乗数と物質の電気定数
    A.1    基本定数
    A.2    物質の電気定数

付録B.    プログラム
    B.1    2 次元平面波の散乱プログラム
    B.2    3 次元プログラム
    B.3    全電磁界・散乱界プログラム
    B.4    時間領域遠方界
    B.5    ダイポールアンテナ

付録C.    数値積分と離散フーリエ変換
    C.1    滑らかな関数の積分
    C.2    多重積分
    C.3    離散フーリエ変換

付録D.    連立一次方程式と逆行列
    D.1    連立一次方程式
    D.2    逆行列

引用・参考文献
索引
 

*1:FDTD は,Finite Difference Time Domain(時間領域差分)の略で,電磁界現象の支配方程式(基礎方程式)であるマクスウェルの方程式を差分化(Finite Difference)して,時間領域(Time Domain)で解く手法である。