电子设备电磁防护设计中电磁效应仿真分析方法

本书系统总结了作者团队在信息化平台与设备的时域电磁计算方法与应用等方面的研究成果，介绍了不同类型设备与结构中电磁脉冲辐射耦合和传导仿真分析方法、耦合效应机理和电磁脉冲响应规律仿真预测结果，以及在敏感设备强电磁防护中的设计应用。

尹文言，浙江大学二级教授，现任浙江大学信电学院“电磁信息与电子集成创新研究所”所长，IEEE FELLOW。长期从事信息化平台与设备中复杂电磁环境效应、电磁兼容与强电磁防护、计算电磁学与多物理场计算方法研究及软件开发。获得国家技术发明二等奖、国家科技进步二等奖、国防技术发明二等奖和上海市科技进步一等奖。发表论文 320 余篇，参与撰写 6 部国际学术专著、2 部国内学术专著。

第1章 概述1.1 电磁效应仿真需求与意义1.1.1 复杂电磁环境效应分析1.1.2电磁兼容设计需求1.1.3电磁防护设计需求1.1.4电磁安全设计需求第2章 电磁效应仿真方法2.1电磁效应仿真积分方程方法2.1.1 TDIE方法2.1.2 TD-AIM方法2.1.3 TDIE-TDPO混合方法2.2 电磁效应仿真微分方程方法2.2.1 FDTD方法2.2.2 ADI-FDTD方法2.2.3 FETD方法2.2.4 DGTT方法2.3 其它方法2.3.1多导体交织线缆传输线方程方法2.3.2 场-路一体化方法2.3.3 多物理场耦合方法第3章 电磁效应积分方程仿真分析方法3.1 时域积分方程（TDIE）方法概述 3.1.1 时域自适应积分方法3.1.2 空间基函数投影矩阵生成3.1.3 阻抗矩阵构建3.1.4规则网格点上的转移矩阵 3.2 时空四维快速Fourier变换（4D-FFT）技术3.2.1 近场修正矩阵技术3.2.2计算复杂度分析3.2.3 TD-AIM算法实现流程3.2.4 电磁脉冲响应仿真算例3.3 Calderón预条件技术3.3.1 预条件技术3.3.2 迭代算法流程3.3.3 时域Calderón预条件技术3.3.4 时域Calderón恒等式及其离散方法3.3.5 BC空间基函数定义和预条件系统方程3.3.6天线电磁脉冲响应仿真分析算例第4章 电磁效应微分方程仿真分析方法4.1 改进FDTD仿真方法4.1.1 Leapfrog ADI-FDTD方法4.1.2 Leapfrog ADI-FDTD方法的数值色散4.1.3Leapfrog ADI-FDTD无条件稳定性4.1.4 Leapfrog ADI-FDTD方法的激励源误差4.1.5 不同激励源引入方法4.1.6 导弹电磁脉冲响应仿真分析算例4.2 高阶FDTD（2，4）方法4.2.1 FDTD(2，4)算法原理4.2.2 FDTD(2，4)迭代公式4.2.3 FDTD(2，4)方法数值色散性及稳定性分析4.2.4 FDTD共形网格生成技术4.2.5飞机电磁脉冲响应仿真分析算例4.2.6舱室屏蔽效能仿真分析算例4.2.7舰船电磁脉冲响应仿真分析算例第5章 电大尺度平台电磁效应大规模并行仿真分析方法5.1. 区域分解算法5.1.1区域分解算法原理5.1.2 传输边界条件5.2大规模线性方程系统求解算法5.3 大规模并行仿真算法实现5.3.1 大规模并行策略15.3.2 大规模并行策略25.4 大规模并行仿真支撑架构5.4.1 国产大规模并行仿真架构5.4.2 电磁脉冲响应大规模并行仿真算例5.4.3 仿真置信度确认方法第6章 多导体交织线缆系统电磁效应仿真分析方法6.1. 改进多导体传输线方程6.1.1多导体交织线缆分布参数6.1.2 多导体交织线缆等效阻抗6.1.3 交织屏蔽层改进等效阻抗模型6.1.4 场-线耦合模型6.1.5 屏蔽层效应仿真分析6.1.6 模式转换效应仿真分析6.2. 多导体交织线缆系统随机电磁耦合效应仿真分析6.2.1困扎交织线缆束参数随机性6.2.2辐射源参数随机性6.2.3 HPM辐射耦合效应6.2.4 IEMI传导耦合效应6.2.5串扰抑制神经网络（ANN）逆向优化算法6.2.6 场-线一体化方法6.2.6大规模线缆阵中电磁脉冲响应算例第7章 电磁效应仿真分析多物理耦合方法7.1 电磁-热耦合效应7.1.1电磁-热耦合过程表征方法7.1.2电磁-热耦合本构方程7.1.3电磁-热耦合过程方程系统构建方法7.2 电磁-热耦合过程数值求解方法7.2.1 FDTD 算法7.2.2 强电磁脉冲激发热效应仿真算例7.2.3 天线阵中电磁-热耦合效应仿真算例