圆柱型波导TE模式电磁场计算与可视化方法

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1、摘要摘要为了研究圆柱型波导TE模式电磁场的计算的与电流场分布问题，为此采用了科学计算可视化的研究方法。本课题采用了OpenGL与C++builder联合编程直观显示其电磁场与电流分布覆盖图。首先，阐述了该课题的研究背景与国内外研究动态和OpenGL的基本概念简单概述，说明了在C++Builder环境下如何利用OpenGL进行编程，为它们的混合编程提供了一个基本的框架。其次，在此次设计中通过电磁场的基本理论和电磁场的基本电磁理论，推导得出圆形波导电场、磁场和表面电流的表达式。最后，利用C++builder与OpenGL混合编做出其电场、磁场和表面电流的分布覆

2、盖图，通过图示探讨其电磁场与电流分布及特点。通过使用OpenGL和C++builder混合编程将复杂、抽象的电磁场数据直观形象的展现出来对研究其电磁现象寻找其规律有很大的帮助。关键词　OpenGL；可视化；场覆盖图I燕山大学本科生毕业设计（论文）AbstractTostudythecylindricalwaveguideTEmodeelectromagneticfielddistributioncalculatedwiththecurrentfieldproblems,thisuseofvisualizationinscientificcomputingr

3、esearchmethods.ThistopicusesOpenGLandC++builderprogrammingtovisualdisplayofitselectromagneticfieldandcurrentdistributionoverlay.First,anoverviewoftheresearchbackgroundandresearchtrendsathomeandabroad,andOpenGLoverviewofthebasicconceptissimple,illustratedinC++Builderenvironment,how

4、touseOpenGLprogramming,fortheirmixofprogrammingprovidesabasicframework.Secondly,thedesignintroducedinthebasictheoryofelectromagneticfields,thebasicelectromagnetictheorythroughtheelectromagneticfield,derivetheelectricfield,magneticfieldandsurfacecurrentexpressions.Finally,theuseofC

5、++builderandOpenGLcodetomakethemixedelectricandmagneticfieldsandsurfacecurrentdistributionoverlay,bytheiconoftheelectromagneticfieldandcurrentdistributionandcharacteristics.ByusingOpenGLandC++builderprogrammingmixwillbecomplex,abstractvisualimageoftheelectromagneticfielddatashowup

6、onthestudytofindthelawsofelectromagneticphenomenaisveryhelpful.Keywords　OpenGL;Visualization；FieldOverlayII目录摘要IAbstractII第1章绪论11.1课题研究的背景11.2国内外研究现状21.3科学计算可视化31.3.1　科学计算可视化概述31.3.2科学计算可视化的重要意义41.3.3科学计算可视化的进展61.3.4可视化技术展望71.4课题研究内容及章节安排8第2章OpenGL技术92.1OpenGL的发展92.1.1关于OpenGL92.1

7、.2从OpenGL1.X到2.0102.2OpenGL的概述102.2.1OpenGL基本特点102.2.1OpenGL基本功能与操作122.3OpenGL的图形实现132.3.1体系结构与渲染上下文132.3.2OpenGL图形处理流程142.3.3OpenGL图形绘制方式152.3.4OpenGL图形绘制方式162.4OpenGL的图形开发库172.4.1开发库组成172.4.2基本数据类型172.4.3OpenGL库函数182.5本章小结19第3章圆波导的矢量传播方式20413.1概述203.2电磁场中的方程203.2.1自由空间中的麦克斯韦方程组2

8、03.2.2自由空间中的本构关系213.2.3波动方程223.3圆