什么是电磁模拟(Electromagnetic Simulation)？

通过对麦克斯韦方程组和法拉第定律的近似计算，电磁模拟是电磁学模型及其对周围环境和物理结构的影响，电磁仿真可以用来将卫星天线对准正确的方向，以获得最大的信道和清晰度，并判断其是否存在电磁干扰这些模拟有助于计算机芯片的有效设计，并指出如何通过定位内部元件的不相容性来提高主要电子器件的性能。电磁辐射被接收、散射，然后被小规模的吸收欧洲核子研究组织（CERN）实验室的粒子加速器项目中，粒子被用于科学项目的模拟。电磁模拟程序也被用作大学物理实验室的工具，以便在学生获得解决问题的实际经验时更有效地教学电磁模拟可用于设计计算机芯片。在正交或非正交网格中求解麦克斯韦方程组是利用网格对空间进行拓扑测量来离散空间的一种途径。在电磁模拟中求解这些方程组经常会暴露出计算机内存和功率方面的问题，因为这些问题通常只能在超级计算机上通过时间步进的方式在整个领域内的每一个时间点进行，边走边解麦克斯韦方程组，或者使用时间迭代和快速傅立叶变换进行分步求解。在流体力学中，边界法或矩量法（MoM）可用于解决工程问题、声学和电磁学问题这种方法只关注空间的边界区域，而不是整个空间的每一个时间步的体积值。带电的法拉第笼。厨房微波炉类似于法拉第笼，这说明了电磁模拟模型在电磁保护中是如何有用的。电流可以被金属墙或其他类似的屏蔽装置阻挡，而磁电流只能在障碍物周围移动。在法拉第的笼子里，当笼壁接地时，电流的路径受到电子的干扰，电子在网状结构中充当电荷载体并补偿电场；这会导致电流消散。就像微波门前面的网罩阻止微波从设备中逸出一样，因为微波比网格中的小孔大，在交变磁场中，通过一个交变磁场的模拟，可以很好地解决电磁场的交变循环问题时域有限差分法（FDTD）用于产生模拟。自1990年左右以来，该方法在解决电磁波与材料结构工程问题上的应用比其他任何方法都多。它被用于解决雷达信号技术、无线技术和生物医学成像，仅举几例适用的用途。电磁仿真和电路分析的波建模可以使用部分元件等效电路（PEEC）三维（3-D）全波建模方法进行积分方程被解释为基尔霍夫电压定律，并使用PEEC将其应用于PEEC单元，该单元给出了完整电路的三维几何解，允许在直流电路设计上附加电路。在电磁模拟中使用这样的模型可以节省集成电路制造的时间和金钱成本。大学物理系开始利用电子游戏，通过电磁模拟给学生上课直观地向学生描述物理表征的现象。这可以帮助学生更好地理解概念，并提供他们的大脑体验，向他们揭示他们自己理解中的弱点以及加强这些弱点的步骤。学生和教师都发现，这两种方法都更快，而且更多通过电磁仿真软件，利用物理概念求解的真实例子，可以促进深入学习。