计算电磁学的现状与发展趋势第14届COMPUMAG会议综述
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# " " $ 年! "月 第! U卷第S期
电工技术学报
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Y 6 9 Z ! U [ S ( 8 5 Z # " " $
计算电磁学的现状与发展趋势
果。数值计算的结果是大量的数据，对于三维工程 问题，数据量常超过几十兆。如何从计算结果来检 验数学模型、计算方法和相应计算机软件的正确 性，这个问题本身就构成值得研究的课题。计算电 磁学的研究者们提出了一个又一个实验模型并给出 详细的测试数据，分别模拟某一类工程问题，经 B E ’$ F , 8 G 4 H , 9的国际学术组织确认后，作为基 准（ ）算例，用来检验和比较各种算法 I 2 / J H + 3 8 G 计算 的 正 确 性 和 精 度，称 为 B E ’$ F , 8 G 4 H , 9问 题。自) = K C年起，每一届 " #$ % &$’ ( 会议都伴 随着 B E ’$ F , 8 G 4 H , ?届 9 讨论会的召开。从第 ) " #$ % &$’ ( 会议开始，B E ’$ 问题作为专题并 入" #$ % &$’ ( 会议。到目前为止，已经确认的 基准算例共有 * < 个，其中模拟电磁装置的漏磁场 在实心钢结构件中杂散损耗的问题由我国学者提
$ 材料特性模拟 ) * 似稳场 ( $ ! H 2 # " 波动问题 逆问题 优化 数值技术 ) + H H !
网格生成（ ；新颖方 法（! ；混 ! (） $） ） ；棱单元法（ ） ；方程组解 ( ( 合方法（ ! + ) 法（ ） ；误差分析（ ） ! + ) 总体耦合，刚体运动（#） ；机械变形 ） ；设备与装置（ ） ；磁流体动 ) $ 问题（ # ! + ） 力学与流场（ # * " 静电场（ ） ；静磁场（ ） ! ( ! $ 直 线、 开 关 磁 阻、 同 步 磁 阻 电 机 ） ；感应电机（ ） ；永磁电机（ ） ； $ #（ ! ! ! + ! ) ） 电机特殊专题（ ! $
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收稿日期 # " " $ F " G F $ "
! 引言
计算电磁学（: ） 6 > = 5 . 5 1 6 , . 9@ 9 + 8 5 3 6 > . , + 5 1 8 4 ? / 是一门新兴的边缘交叉学科，它以电磁场理论为基 础，以高性能计算技术为手段，运用计算数学提供 的各种方法，解决复杂电磁场理论和工程问题，是 电磁场与微波技术学科中一个十分活跃的研究领 域。从# "世纪后半叶以来，每年有大量研究论文 发表 在 国 际 性 学 术 会 议 和 刊 物 上。: (’ H 0’I J 会议（: 6 , 7 + 3 + , 8 + 6 ,: 6 > = 5 . 5 1 6 ,6 7@ 9 + 8 5 3 6 > . , + 5 E ? / ）被公认为这一领域最重要的世界性会议 1 8A 1 + 9 < 4 之一。该会议由 ! G K % 年在英国卢瑟福阿普尔顿国 家实验室召开的国际指导委员会发起，自 ! G K L年 起至今，大约两年一次，分别在英、法、美、德、 意大利、奥地利、日本、巴西等国家举行了共 ! % 届会议。
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— — —第 ! "届 # $%& ’%( ) 会议综述
谢德馨
wk.baidu.com摘要
唐任远
王尔智
白保东
（沈阳工业大学
沈阳 ! ） ! " " # $
在介绍# " " $年第! %届国际电磁场计算会议概况和主要学术交流专题的基础上，分析 电磁场工程 学术交流
了计算电磁学的发展现状和已取得的成就，提出了对未来发展趋势的看法。 关键词：计算电磁学 中图分类号：&’ ! # ( % %
! 第" #届 $ %& ’ (&) * 会议概况
* + + )年 2 月 ! ) ! ! 2 日，第 ! $届 & , . /0 1 会议在美国纽约州小城 ’ 3 4 3 5 6 3’ 4 9 : ) ) +名 7 8 7 召开。 与会代表在会上交流了 $ * $ 篇论文，其中口头报告 论文$ $篇，张贴交流论文) # +篇。按照该系列会议 的惯例，口头报告均在全体代表大会上进行，以便 使与会者了解当前热点和难点问题的全貌。会议的 所有论文按照! (个专题进行分类交流，表!列出了 ［ ］ ! 专题内容、典型分专题和相应的文章数量 。
表" 会议交流的论文数量与相关专题 ; 3 < = ! ; > ?: @ A < ? 4 B 6 C 3 ? 4 B 4 ? B ? : 5 ? D3 : D 8 8 8 5 > ? B ? E 9 3 F 5 6 9 E B 4 ? F ? G 3 : 5 8 8
序号 ! * ) 专题 数学建模 方法论 设备与 装置 数量 H H 生物医学和生物学应用（ ） ；无损探 ! ! ； 微 波 谐 振 腔 （(） ；感 应 加 热 $ ( 伤（(） （ ） ；超导（ ） ( ( 磁滞特性模拟（ ） ! $ 涡流分析与应用（ ） * * 时域差分法（ ） ! + 典型分专题与数量
国际电磁场计算会议（ ） 。随着我国学者在这 M : @ A
*
电工技术学报
* + + )年 ! +月
一领域学术成果的不断丰富和国际影响的逐步扩 大，从! " # "年起，先后有 $ 名我国学者分别被选 入% & ’理事会；我国研究者群体作为集体会员加入 了% & ’学会，并成立了% & ’中国分会，目前已有会 员( ) 人。* + + ! 年，我国申办 & ,. /-0 1 会议 获得成功，第! (届会议（ * + + ( 年）将首次在中国 （沈阳）举行。 广泛而有组织的学术活动是计算电磁学积极发 展的标志之一。本文拟从第 ! $届 & ,. /-0 1会 议综述开始，讨论计算电磁学的现状与发展趋势。
*
活动。 !年后的今天，从 本 届 " #$ % &$’ ( 会议论 文看出，上述情况又有新的进展，可以归结为以下 几方面。 （ ）有限元法应用最广泛，仍然是数值计算方 ) 法的主流。但由于有限元网格生成与数据前处理的 繁复费时，在进一步研究网格自适应技术的同时，
［ ］ * 一些研 究 者 已 经 开 始“无 单 元 法”的 新 探 索 ，
! + ! ! ! * ! )
耦合问题 静态场 电机 软件技术
! * 电磁兼容 " 教育与 ! ( ! + ; I 0- 问题 ! $
教育（ ） ；; ） 2 I 0- 问题（ )
（ ）开展了有组织的 ; ! + I 0- J 6 4 O B > 6 B学术 8
第) K卷第C期
谢德馨等
计算电磁学的现状与发展趋势
+ 计算电磁学的现状与技术进步
数十年来，随着计算机技术的飞速发展，计算 电磁学领域已经取得了重大的科学技术进步。 为说明计算电磁学的现状，下面首先引用% & ’ 理事会前主席 & = J = ; 4 6 K < 4 9 D ?! " " H 年在总结前 7 ! +届 & ,. /-0 1 会议时对当时这一领域发展状 ［ ］ * 况的描述 ： （ ）有限元法（L ! I -）的二维、三维解已经 有了很大发展，包括对稳态、时变场问题和非线性 问题、运动媒质问题的处理，对规范问题的正确理 解等等。用有限元法解决工程问题的论文所占的比 例最大。目前，三维涡流场分析仍然是最受重视的 问题之一。 （ ）边 界 元 法（M * I -） 可 以 用 来 分 析 二 维、 三维问题，但边界元与有限元相比较，那一种方法 更有前途，仍没有定论。 （ ）方 式 构 造 )） 用 棱 边 元 （I D ?I F ? A ? : 5 7 L I - 和M I - 的基函数，是对传统节点元的革新， 对于描述场的变化和连续性提供了有效的物理框 架。 （ ）提出了用于有限元的其他泛函，其中包含 $ 了能量的上界和下界解以及构成方法。 （ ）所研究场域外部问题的处理有多种方法， ( 特别是 N ? F G 9 :变换（用于与 L I - 结合）已被广泛 采用。 （ ）网格的自动形成和误差分析已经取得了很 H 大进展，但是自适应三维网格的生成还有待于大力 研究。 （ ）电磁场分析的逆问题和优化问题发展很 2 快，几种随机化的总体优化方法正在平行研究，但 是尚未形成通用性强、易于操作的高效能方法。 （ ）软件的操作与运行环境已经有了长足的进 # 步，开发出了一批电磁场分析的商品软件，其中包 括用以计算三维恒定电、磁场和涡流场及其后处理 的功能，在实际工作中给设计工程师带来很大的方 便。 （ ）利用计算电磁学的工具已能够进行电磁设 " 备的有效设计，避免制造昂贵的样机，能够研究许 多传统方法不能解决的问题，因而这一工具在许多 工业领域得到了日益广泛的应用。
电工技术学报
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