仿真必修课：计算电磁学入门（附件参考文献与笔记）

转载自电磁CAEer ，作者：刘兵

“作为一个电磁设计师，有必要了解计算电磁学吗？”

答案是肯定的。电磁计算从业人员按照分工大致可以分为两类：一类从事CEM（计算电磁学），一类从事CAE（计算机辅助设计）。CEM工程师日常的工作内容主要就是“码代码”，目的在于设计“速度更快，精度更高，内存占用更小”的仿真工具，而CAE工程师的日常工作内容主要就是“跑仿真”，目的是利用各种仿真工具，完成诸如天线/滤波器/功分器等元器件的设计。他们的分工与“铸剑师”和“剑客”的关系是一样一样的。

该篇为“缘起收敛性”系列的第二篇文章，也是"电磁CAEer"基础理论部分体系性的一篇文章，旨在为电磁工程师提供一份CEM几种重要算法以及对应的CAE仿真工具的使用说明，并使用最为通俗易懂的语言对这些算法的底层原理进行说明，以期让大家对CEM的底层理论获得最为直观的认知。

1.说在前面

上一篇文章，我们说到，基于Maxwell方程的电磁求解是电磁学研究最为重要的组成，“一张纸，一支笔就可以推演出电磁世界的万千种种”的愿望虽然美好，然而现实却总是那么“冰冷”，解析求解这种“炫技”只适用于自由空间辐射或者少数形状十分规整的散射体。直到“离散”的思想被引入，“计算电磁学的春天”来了……缘起“收敛性”——Maxwell方程与求解

这篇文章是要正式介绍“计算电磁学”的发展历程/现状以及相关底层原理。主要内容分为两个部分：

• 介绍一下“计算电磁学”的发展沿革以及现状，重点介绍时域有限差分算法（FDTD），有限元算法（FEM），矩量法（MoM）以及以MoM为基础发展而来的多层快速多级子算法（MLFMM）四种主流算法的发展过程以及不同使用环境下的优劣势对比；
• 使用最为通俗易懂的语言介绍FDTD，FEM，MoM以及MLFMM的核心思想以及底层原理，尤其是针对MoM算法进行详细，将会以你意想不到的丝滑方式将它镌刻至你脑海里。

希望通过这两个部分的讲解来回答大多数电磁CAEer在平时软件选择和使用中碰到的两个主要的疑问：1）选什么软件好；2）这个软件好在哪。

2.历史与现状​​​​​​​

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仿真必修课：计算电磁学入门

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