計算電磁気学入門

現実世界の複雑な形状を扱う場合、電磁方程式を解析的に解くことはほぼ不可能です。計算電磁気学はこのギャップを埋め、数値アルゴリズムを使用して電磁場をシミュレーションおよび解析することを可能にします。このテキストベースのコースは、基本的な波動方程式の理解から、数値ソルバーの定式化と実装へと移行するのに役立ちます。現代の計算技術を使用して、アンテナ、導波管、散乱現象を解析するために必要な基礎知識を習得できます。学習内容：Maxwell's equationsと境界条件を含む電磁気学の数学的基礎を理解する；波の伝播をシミュレーションするためにFinite-Difference Time-Domain (FDTD) 法を定式化し適用する；散乱問題における積分方程式を解くためにMethod of Moments (MoM) を実装する；複雑な形状と材料特性のためのFinite Element Method (FEM) の基礎を探求する；電磁シミュレーションの設定、実行、解析に最新のPythonベースの計算ライブラリを適用する；正確なモデリング結果を保証するために、シミュレーション誤差、安定性基準、収束を解析する。このコースは、必須の数学的および物理的定義から始まり、離散化技術とソルバーの定式化について段階的に説明します。明確な理論的説明を読み、コードスニペットを分析し、アルゴリズムのワークフローを研究することで、強固な計算的思考を構築します。このコースは、微積分と電磁気学の基本的な知識はあるものの、計算モデリングは初めてである学部工学部の学生、研究者、独学者向けに設計されています。今日から計算電磁気学の旅を始めましょう。