基于有限差分法的电磁场仿真MATLAB工具箱

资 源 简 介

本项目利用MATLAB实现二维电磁场的有限差分法数值仿真，支持静电场与恒定磁场模拟。提供GUI界面设置边界条件、介质参数与激励源，自动生成等势线、场强分布图与矢量场可视化，适用于电磁学教学与工程分析。

详 情 说 明

基于有限差分法的电磁场数值仿真与分析系统

项目介绍

本项目是一个基于有限差分法的电磁场数值仿真与分析系统，使用MATLAB开发。系统提供图形化界面，支持二维静电场和恒定磁场的分布模拟与分析。通过建立离散化计算模型，系统能够精确求解电磁场分布问题，并提供丰富的可视化输出功能。

功能特性

• 多物理场支持：支持静电场的电势分布和恒定磁场的磁势分布计算
• 边界条件设置：提供图形化界面设置狄利克雷边界条件（固定值）和诺伊曼边界条件（导数）
• 激励源配置：支持点电荷、线电流等多种场源类型的设置
• 介质参数定义：允许用户设置不同区域的介电常数或磁导率分布
• 几何建模：支持矩形、圆形等基本几何形状的区域建模
• 可视化输出：生成等势线/等磁位线图、场强矢量分布图、彩色云图等多种可视化结果
• 数据导出：支持仿真结果的矩阵数据导出，便于后续分析处理

使用方法

1. 启动系统：运行主程序文件启动图形用户界面
2. 参数设置：在界面中设置计算区域尺寸、网格划分密度
3. 模型配置：定义介质参数分布、边界条件类型和具体数值
4. 场源设置：配置电荷量/电流强度及其位置坐标
5. 仿真执行：选择仿真类型（静电场/恒定磁场）并启动计算
6. 结果查看：通过云图、矢量图、等值线图等多种方式查看场分布结果
7. 数据导出：可将计算结果导出为MAT文件格式供进一步分析

系统要求

• 操作系统：Windows 7/10/11，macOS 10.14+，或Linux主流发行版
• 软件环境：MATLAB R2018b或更高版本
• 硬件配置：至少4GB内存，推荐8GB以上；支持OpenGL的显卡

文件说明

主程序文件集成了系统的核心功能模块，包括图形用户界面的构建与事件处理、仿真参数的收集与验证、有限差分方程的矩阵构建与求解算法、多种可视化图表的生成与显示控制，以及数据导出功能的实现。该文件通过模块化设计将用户交互、数值计算和结果展示有机结合，确保整个仿真流程的顺畅执行。