本书具体论述了二维电磁场、三维静电场、三维静磁场、永磁磁场、三维涡流场和温度场的有限元分析，以及无单元法、磁场力、电磁机构动态特性、电磁场逆问题的数值求解和全局优化设计，展示了当代国际电磁场计算领域中的热点问题。

本书总结了作者及其学术团队20余年对电气工程电磁场数值分析的主要科学研究和研究生教学成果，内容丰富，层次分明、系统性强。本书以数值分析方法中应用最普遍、最有效的有限元法为基础，具体论述了二维电磁场、三维静电场、三维静磁场、永磁磁场、三维涡流场和温度场的有限元分析，以及无单元法、磁场力、电磁机构动态特性、电磁场逆问题的数值求解和全局优化设计，展示了当代国际电磁场计算领域中的热点问题。书中还包括较多的计算实例。

本书可作为电气工程类专业博士生和硕士生的教材，也可作为相关专业本科学生和科技人员的参考用书。

前言

第一章 绪论/1

参考文献/3

第二章 电气工程中电磁场的基本方程/4

第一节 电磁场的基本方程组/4

第二节 稳态标量位方程/5

第三节 稳态矢量位方程/8

第四节 交变电磁场方程/10

第五节 电磁场微分和积分方程的通式/13

第六节 定解条件/14

第三章 有限元法原理/16

第一节 有限元概念/16

第二节 函数逼近的理论/17

第三节 算子方程及变分原理/20

第四节 变分方法的离散格式/25

第五节 加权余量法/39

参考文献/42

第四章 二维电磁场有限元法/43

第一节 平面非线性磁场有限元法/43

第二节 非线性方程组的解法/53

第三节 轴对称磁场有限元法/57

第四节 前处理和后处理技术/60

参考文献/65

第五章 三维静电场有限元分析/66

第一节 泊松方程的有限元离散格式/66

第二节 空间单元分析和代数方程集合/69

第三节 边界条件处理和简单计算实例/78

第四节 等参元有限元法/82

参考文献/88

第六章 三维静磁场矢量位有限元分析/89

第一节 双旋度方程和矢量泊松方程/89

第二节 双旋度方程的有限元离散格式/90

第三节 空间单元分析/98

第四节 非线性方程组的形成和求解/103

第五节 边界条件处理/105

第六节 计算实例/107

参考文献/108

第七章 三维静磁场标量位有限元分析/109

第一节 部分标量位和全标量位/109

第二节 双标量位法/110

第三节 恒定电流磁场的积分表达式/116

第四节 单元分析和计算步骤/13l

第五节 双标量位等参元法/135

参考文献/141

第八章 永磁磁场有限元分析/142

第一节 永磁磁场基本方程/142

第二节 二维及轴对称永磁磁场的有限元法/143

第三节 三维矢量磁位有限元法/146

第四节 三维标量磁位有限元法/148

第五节 矢量磁位和标量磁位结合方法/150

第六节 计算实例/151

参考文献/154

第九章 三维涡流场有限元分析/155

第一节 三维涡流场微分方程/155

第二节 涡流场矢量磁位方法/157

第三节 矢量磁位和标量电位相结合方法/164

第四节 考虑趋肤效应情况下涡流区的网格剖分/168

第五节 磁滞损耗的数值计算/171

第六节 磁损耗分离技术/175

第七节 计算实例/178

参考文献/179

第十章 温度场有限元分析/180

第一节 热传导方程和边界条件/180

第二节 稳态温度场有限元法/182

第三节 横向磁通感应加热耦合场分析/189

参考文献/194

第十一章 电磁场无单元方法/195

第一节 基于滑动最小二乘近似的无单元伽辽金法/195

第二节 无单元伽辽金法在电磁场数值分析中的应用/198

第三节 小波插值伽辽金法/205

第四节 计算实例/209

参考文献/213

第十二章 磁场力的数值计算/214

第一节 磁场力的基本概念——洛仑兹力/214

第二节 磁场应力——麦克斯韦公式/216

第三节 虚位移原理和能量平衡公式/220

第四节 电动力的数值计算/226

第五节 电磁吸力的分析和计算/228

第六节 交流电磁铁吸力特性计算实例/232

参考文献/236

第十三章 电磁机构动态特性数值分析/237

第一节 电磁铁动态微分方程组/237

第二节 动态微分方程组的数值解法/238

第三节 电磁铁强励电路的数值分析/241

第四节 电压源激励下电磁铁动态分析/249

参考文献/253

第十四章 电磁场逆问题和优化方法/254

第一节 电气工程中的电磁场逆问题/254

第二节 模拟退火法/256

第三节 遗传算法/260

第四节 小波神经网络法/264

第五节 正交设计法/268

参考文献/275