Computational Electrodynamics: The Finite-Difference Time-Domain Method, Third Edition

4.7

بر اساس نظر کاربران

شما میتونید سوالاتتون در باره کتاب رو از هوش مصنوعیش بعد از ورود بپرسید
هر دانلود یا پرسش از هوش مصنوعی 2 امتیاز لازم دارد، برای بدست آوردن امتیاز رایگان، به صفحه ی راهنمای امتیازات سر بزنید و یک سری کار ارزشمند انجام بدین

کتاب های مرتبط:

مقدمه‌ای بر Computational Electrodynamics: The Finite-Difference Time-Domain Method, Third Edition

کتاب «Computational Electrodynamics: The Finite-Difference Time-Domain Method, Third Edition» نوشته Allen Taflove و Susan C. Hagness یکی از اصلی‌ترین منابع علمی برای یادگیری و فهم روش پیشرفته Finite-Difference Time-Domain (FDTD) در حوزه الکترودینامیک محاسباتی است. این کتاب، که به‌عنوان معیاری استاندارد در این زمینه شناخته شده است، مفاهیم بنیادی، تکنیک‌های پیشرفته و برنامه‌های کاربردی روش FDTD را به‌صورت کامل تشریح می‌کند و ابزار قدرتمندی در اختیار مهندسین و دانشمندان الکترونیک، فیزیک و سایر رشته‌های مرتبط قرار می‌دهد.

خلاصه‌ای جامع از کتاب

این نسخه از کتاب، ویرایش سوم آن، به‌روزرسانی‌های عمده‌ای نسبت به نسخه‌های قبلی دارد و بخش‌های جدیدی را شامل می‌شود که مفاهیم پیشرفته‌تری را پوشش می‌دهند. روش FDTD، که به‌عنوان یکی از تکنیک‌های شناخته‌شده برای حل معادلات ماکسول با دقت زمانی و مکانی بالا مطرح است، در این کتاب به‌صورت گام‌به‌گام توضیح داده شده است.

در ابتدا، مفاهیم فیزیکی اساسی و مبانی ریاضیاتی، مانند مشتقات عددی، شرایط مرزی و هندسه‌های گسسته تشریح می‌شود. در ادامه، به بحث درباره‌ای تکنیک‌های پیشرفته‌تر مانند Absorbing Boundary Conditions (ABC)، Perfectly Matched Layers (PML) و تعامل با مواد پیچیده مانند مواد مغناطیسی و مواد غیر خطی پرداخته می‌شود. همچنین کاربرد این روش در طراحی آنتن، تجزیه و تحلیل موج‌برها، سیستم‌های هدایت نور و بسیاری از موارد دیگر برجسته می‌شود.

یادگیری‌های کلیدی از کتاب

  • درک کاملی از معادلات ماکسول و روش‌های عددی برای حل آن‌ها.
  • آشنایی با روش Finite-Difference Time-Domain و کاربردهای گسترده آن از تحلیل سیگنال تا طراحی سیستم‌های پیچیده الکترومغناطیس.
  • تسلط بر چگونگی استفاده از Absorbing Boundary Conditions و Perfectly Matched Layers.
  • قابلیت شبیه‌سازی سیستم‌های فیزیکی با استفاده از الگوریتم‌های گسسته در فضای دو و سه بعدی.
  • درک تعامل میدان‌های الکترومغناطیسی با مواد مختلف از جمله مواد مغناطیسی، دی‌الکتریک و محیط‌های غیرخطی.

نقل‌قول‌های معروف از کتاب

“The FDTD method is not only a computational tool but also an insightful approach to understanding the interaction of electromagnetic waves with complex media.”

Allen Taflove

“With advancing computational power, the boundaries of FDTD’s applications continue to expand, making it relevant to a vast array of scientific fields.”

Susan C. Hagness

چرا این کتاب اهمیت دارد؟

روش FDTD یکی از کاربردی‌ترین و پرکاربردترین تکنیک‌ها در علم الکترومغناطیس محاسباتی است که تحول عظیمی در شبیه‌سازی و تحلیل سیستم‌های پیچیده الکترونیکی و نوری ایجاد کرده است. این کتاب نه‌تنها به‌صورت تئوری بلکه به‌صورت عملی، چگونگی استفاده از این روش را آموزش می‌دهد و دانشمندان و مهندسان را قادر می‌سازد تا مشکلات پیچیده را با روش‌های نوآورانه حل کنند.

همچنین، این کتاب با داشتن مثال‌های واقعی، کدنویسی و تحلیل نتایج، یک منبع ارزشمند برای دانشجویان، محققان و صنعتگران است. کاربردهای این روش در طراحی مدارات فرکانس بالا، تجزیه و تحلیل مواد متامتریال، و حتی در زیست‌فیزیک و تجزیه و تحلیل‌های پزشکی، دامنه علمی و صنعتی گسترده‌ای را شامل می‌شود.

در نهایت، آنچه این کتاب را از سایر منابع متمایز می‌کند، سبک شیوا و سیستماتیک آموزش همراه با پوشش کامل جزئیات علمی است. همین ویژگی‌ها تضمین می‌کند که این اثر یک منبع ضروری برای هر کسی است که می‌خواهد قدمی عمیق در دنیای Computational Electrodynamics بگذارد.

Introduction to "Computational Electrodynamics: The Finite-Difference Time-Domain Method, Third Edition"

"Computational Electrodynamics: The Finite-Difference Time-Domain Method, Third Edition" is a definitive resource for researchers, engineers, and students seeking a comprehensive understanding of the finite-difference time-domain (FDTD) method. Co-authored by Allen Taflove and Susan C. Hagness, this book provides a meticulous overview of the theoretical and practical aspects of FDTD, a powerful computational technique for solving Maxwell's equations in time-domain form.

Published as the third edition, this book represents a culmination of decades of research, development, and refinement. By blending foundational concepts, advanced methodologies, and practical applications, the authors have successfully created a resource that is both rigorous in its scientific underpinnings and accessible to a wide audience. Whether you are a newcomer to computational electrodynamics or a seasoned practitioner, this book offers profound insights into the FDTD method's capabilities and its countless applications in solving real-world problems.

Detailed Summary of the Book

The book is structured to provide a gradual and thorough exploration of the FDTD method. It begins with a historical perspective, tracing the origins of the technique and its evolution into one of the most widely used tools in computational electromagnetics. The opening chapters present a solid foundation of Maxwell's equations, numerical stability constraints, and the fundamental principles that underpin FDTD simulations.

A significant portion of the book is devoted to detailed discussions of various FDTD modeling techniques. These include grid generation, absorbing boundary conditions, advanced materials modeling such as dispersive and nonlinear media, and subcellular resolution modeling. The authors give special attention to critical topics like numerical precision, computational cost, and scalability, focusing on how FDTD can be optimized for large-scale simulations on modern computing platforms.

Moreover, the book highlights a variety of FDTD applications in solving practical problems. Topics range from the analysis of dielectric waveguides and scattering phenomena to advanced areas such as bioelectromagnetics, nanophotonics, and wireless communications. These examples not only illustrate the versatility of the FDTD method but also serve as inspiration for further innovative applications in science and engineering.

The third edition expands on earlier editions by including new content on state-of-the-art techniques like parallel computing, GPU optimization, and hybrid methods for more accurate simulations. These updates ensure that the book remains relevant and useful in the rapidly evolving fields of computational modeling and high-performance computing.

Key Takeaways

  • Comprehensive coverage of the theoretical and practical aspects of the FDTD method.
  • Detailed explanations of grid generation, boundary conditions, and materials modeling.
  • Extensive discussion of error sources, numerical stability, and convergence criteria.
  • Practical examples showcasing real-world applications in electromagnetics, photonics, and bioelectromagnetics.
  • Updates on GPU acceleration, parallel computing, and hybrid methodologies for modern computational challenges.

Famous Quotes from the Book

"The finite-difference time-domain (FDTD) method bridges theory and practice, enabling the direct solution of Maxwell's equations in complex systems."

Allen Taflove

"Advances in computational power and algorithms have transformed FDTD from an academic curiosity into a practical tool with transformative potential."

Susan C. Hagness

Why This Book Matters

This book is more than just a technical reference; it is a cornerstone of modern computational electrodynamics. The FDTD method, as presented here, has revolutionized the way scientists and engineers approach electromagnetic modeling. Its versatility and accuracy have made it indispensable in fields ranging from telecommunications to nanotechnology.

By offering both a foundation in theoretical principles and practical implementation details, this book empowers readers to apply the FDTD method in innovative and impactful ways. The third edition ensures that even in a rapidly advancing technological landscape, the material remains relevant, addressing emerging challenges and leveraging modern computational resources.

Ultimately, "Computational Electrodynamics: The Finite-Difference Time-Domain Method, Third Edition" is an essential resource for anyone working in computational physics, electrical engineering, or related disciplines. Its thorough treatment of the FDTD method ensures that readers are equipped not only to understand the technique but also to harness its full potential to solve complex problems and drive future discoveries.

دانلود رایگان مستقیم

برای دانلود رایگان این کتاب و هزاران کتاب دیگه همین حالا عضو بشین

نویسندگان:


نظرات:


4.7

بر اساس 0 نظر کاربران