کتاب صوتی مبانی و کاربردهای روش تفاضل محدود در حوزه زمان (FDTD) برای مسائل دو بعدی

🎓 دوره آموزشی جامع

📚 اطلاعات دوره

عنوان دوره: دوره مبانی و کاربردهای روش تفاضل محدود در حوزه زمان (FDTD) برای مسائل دو بعدی

موضوع کلی: مهندسی برق و کامپیوتر

موضوع میانی: شبیه‌سازی و محاسبات عددی در الکترومغناطیس

📋 سرفصل‌های دوره

• 1. مقدمه‌ای بر معادلات ماکسول و الکترومغناطیس
• 2. مبانی میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی
• 3. معادلات دیفرانسیل جزئی در فیزیک
• 4. مفهوم گسسته‌سازی و روش تفاضل محدود
• 5. تاریخچه و اهمیت روش FDTD
• 6. کاربرد FDTD در مسائل الکترومغناطیس
• 7. مروری بر روش‌های حل عددی
• 8. حل عددی معادلات موج
• 9. مبانی روش تفاضل محدود
• 10. گسسته‌سازی مشتقات در FDTD
• 11. تقریب تفاضل محدود مرتبه اول
• 12. تقریب تفاضل محدود مرتبه دوم
• 13. انتخاب گام زمانی و مکانی
• 14. پایداری عددی در FDTD
• 15. شرط کورانت-فریدریش-لووی (CFL)
• 16. ساختار شبکه FDTD
• 17. ماتریس انتقال در FDTD
• 18. حل معادلات ماکسول در دامنه زمان
• 19. فرمول‌بندی FDTD برای میدان‌های E و H
• 20. معادلات ماکسول در فرم گسسته
• 21. نحوه به‌روزرسانی میدان‌ها در شبکه
• 22. الگوریتم اصلی FDTD دوبعدی
• 23. مبانی شبیه‌سازی دوبعدی
• 24. بررسی ساختار شبکه دوبعدی
• 25. انواع شبکه‌ها در FDTD
• 26. شبکه YEE
• 27. توابع دی‌الکتریک و مغناطیسی در FDTD
• 28. مواد همگن و ناهمگن
• 29. مواد خطی و غیرخطی
• 30. مواد پسماند و پراکنده
• 31. مدل‌سازی مواد در FDTD
• 32. مدل‌سازی امپدانس سطحی
• 33. شرایط مرزی در FDTD
• 34. شرایط مرزی جاذب (Absorbing Boundary Conditions - ABCs)
• 35. شرایط مرزی ایده آل
• 36. شرایط مرزی Perfectly Matched Layer (PML)
• 37. پیاده‌سازی PML در FDTD
• 38. مدل‌سازی منابع در FDTD
• 39. تزریق موج گوسی
• 40. تزریق موج سینوسی
• 41. تزریق میدان نقطه‌ای
• 42. مدل‌سازی آنتن‌ها با FDTD
• 43. مدل‌سازی خطوط انتقال با FDTD
• 44. مدل‌سازی ساختارهای نوری با FDTD
• 45. مدل‌سازی فیلترها با FDTD
• 46. مدل‌سازی تشدیدگرها با FDTD
• 47. مدل‌سازی پراکندگی امواج با FDTD
• 48. تحلیل نتایج شبیه‌سازی FDTD
• 49. نمایش میدان‌ها در حوزه زمان
• 50. نمایش میدان‌ها در حوزه فرکانس
• 51. محاسبه پارامترهای پراکندگی (S-parameters)
• 52. تحلیل طیفی نتایج
• 53. تکنیک‌های بهینه‌سازی شبکه FDTD
• 54. کاهش اثرات جانبی شبکه
• 55. افزایش دقت محاسبات
• 56. مدیریت حافظه در FDTD
• 57. پردازش موازی در FDTD
• 58. کاربرد FDTD در طراحی ادوات الکترومغناطیسی
• 59. کاربرد FDTD در تحلیل سازگاری الکترومغناطیسی (EMC)
• 60. کاربرد FDTD در مهندسی مایکروویو
• 61. کاربرد FDTD در مخابرات بی‌سیم
• 62. کاربرد FDTD در فوتونیک
• 63. کاربرد FDTD در اخترفیزیک
• 64. کاربرد FDTD در تصویربرداری پزشکی
• 65. کاربرد FDTD در سیستم‌های رادار
• 66. کاربرد FDTD در طراحی هوایپما
• 67. کاربرد FDTD در طراحی خودرو
• 68. کاربرد FDTD در مهندسی پزشکی
• 69. کاربرد FDTD در مدل‌سازی زیست‌محیطی
• 70. مقدمه‌ای بر زبان‌های برنامه‌نویسی برای FDTD
• 71. زبان MATLAB برای FDTD
• 72. زبان Python برای FDTD
• 73. مفاهیم اولیه برنامه‌نویسی برای FDTD
• 74. پیاده‌سازی حلقه اصلی FDTD در کد
• 75. اعتبارسنجی نتایج FDTD
• 76. مقایسه با نتایج تحلیلی
• 77. مقایسه با نتایج تجربی
• 78. مقایسه با سایر روش‌های عددی
• 79. خطاهای موجود در FDTD
• 80. منابع خطا در گسسته‌سازی
• 81. منابع خطا در شرایط مرزی
• 82. منابع خطا در مدل‌سازی مواد
• 83. روش‌های کاهش خطا در FDTD
• 84. اصلاحات گسسته‌سازی
• 85. اصلاحات شرایط مرزی
• 86. استفاده از شبکه‌های نامنظم
• 87. روش‌های پیشرفته در FDTD
• 88. FDTD با مش‌بندی تطبیقی
• 89. FDTD با توابع شکل‌دهنده پالس
• 90. FDTD با در نظر گرفتن اثرات کوانتومی (در حد مقدماتی و نظری)
• 91. کاربرد FDTD در تحلیل انتشار امواج در فضاهای پیچیده
• 92. کاربرد FDTD در تحلیل اثرات الکترومغناطیسی بر انسان (با رعایت چارچوب علمی و غیر ترویجی)
• 93. مبانی فیزیکی انتشار امواج در محیط‌های مختلف
• 94. مبانی الکترونیک و کاربرد آن در شبیه‌سازی
• 95. مبانی مخابرات و کاربرد آن در شبیه‌سازی
• 96. مبانی پردازش سیگنال و کاربرد آن در تحلیل نتایج FDTD
• 97. مبانی مهندسی نرم‌افزار برای پیاده‌سازی FDTD
• 98. اصول شبیه‌سازی عددی در مهندسی برق
• 99. مروری بر استانداردهای فنی مرتبط با FDTD (در حد کلی و کلی)
• 100. آینده پژوهش در روش FDTD