各向异性电磁场数值计算法与MATLAB实现

摘要

在电磁场应用研究领域中，基于电磁场理论，在融汇数值计算方法和计算机软件技术新成果的基础上，衍生形成了电磁场数值计算这一新的学科分支。 数值积分法是数值计算方法应用中的基本内容之一，它不仅奠定了各种类型积分表达式数值求积的基础，而且随着数值计算方法的日益发展，已成为多种数值方法构造中必不可少的组成部分。数值积分法为在电磁场的分析计算提供了最一般性的计算方法和工具。常用的数值积分法有梯形求积法、辛普生求积法、高斯求积法、椭圆积分法等。 在以往各向同性的电磁场计算中，会应用几种常用的数值计算。 现在本文尝试将这几种常用的数值计算应用在各向异性的电磁场数值计算中。并创新地应用MATLAB 软件将各向异性的电磁场数值计算过程编成通用的程序。将计算机软件技术与各向异性的电磁场数值计算相结合，利用计算机的计算速度快、精确度高的特点来提高各向异性的电磁场数值计算的速度和精度。 文中主要是实现通过椭圆积分数值计算和辛普生积分法来实现环形电流磁场的数值计算；通过辛普生积分法、解析法来实现长直载流导线磁场的计算；通过场源离散化的直接积分法、辛普生积分法来实现矩形长直载流导线的数值计算，并对这几种数值计算方法进行比较。 根据长直载流导线磁场解析解和数值解计算程序的运行结果可见，数值解与解析解十分接近，能满足电磁场工程的一般要求。