基于模拟电荷法的MATLAB电磁场数值计算系统

资 源 简 介

本项目采用MATLAB实现模拟电荷法，支持静电场、恒定电场及低频电磁场的数值计算。系统可处理二维和轴对称三维问题，允许用户自定义电荷分布与边界条件，适用于工程电磁场分析与建模。

详 情 说 明

基于模拟电荷法的工程电磁场数值计算分析系统

项目介绍

本项目采用模拟电荷法作为核心数值计算技术，构建了一套用于求解工程电磁场问题的计算分析系统。系统能够有效处理静电场、恒定电场以及低频电磁场等多种场景，支持二维及轴对称三维场域问题的数值计算。通过自定义电荷分布、边界条件和介质参数，用户可模拟和分析电场强度、电位分布、电容参数等关键物理量，为高压设备设计、绝缘分析、电磁兼容评估等工程应用提供可靠的数值解决方案。

功能特性

• 多物理场支持：可计算静电场、恒定电场及低频电磁场问题。
• 多维问题求解：支持二维平面场及轴对称三维场域的建模与计算。
• 灵活的输入配置：允许用户自定义场域几何参数、介质属性、边界条件及模拟电荷的初始配置。
• 核心算法：基于模拟电荷配置与边界匹配技术，实现高精度的场计算。
• 高效计算：采用优化的线性方程组求解与矩阵运算技术，保证计算效率。
• 结果可视化：提供电场强度与电位分布的云图、等值线图等后处理可视化功能。
• 关键参数输出：自动计算并输出系统电容、场强极值、能量分布等关键参数。
• 误差分析与数据导出：提供模拟电荷最优解与误差分析报告，支持数值结果表格导出。

使用方法

1. 准备输入数据：根据所要模拟的电磁场问题，配置场域的几何参数、介质属性、边界条件以及模拟电荷的初始设置。
2. 运行计算程序：启动主程序，系统将自动进行场域离散化、系数矩阵构建、线性方程组求解等计算过程。
3. 查看与分析结果：计算完成后，系统将生成可视化图形、关键参数报告及误差分析。用户可查看场分布云图，分析场强极值点，并可导出详细的数值结果数据进行进一步处理。

系统要求

• 操作系统: Windows / Linux / macOS
• 软件环境: MATLAB R2018a 或更高版本
• 硬件建议: 建议配备足够内存（8GB以上）以提高大规模问题计算效率

文件说明

主程序文件承担了系统的核心调度与控制功能。它实现了用户输入参数的接收与解析、计算流程的启动与协调（包括模拟电荷法的核心计算步骤、线性方程组求解以及误差校验）、最终结果的可视化呈现（生成场分布图等），以及关键数据（如电位、场强分布数据）的输出与导出。