计算电磁学(Computational Electromagnetics, CEM)是通过数值计算来研究电磁场的方法。
数值求解电磁学问题的方法可以分成频域(Frequency Doamin, FD)、时域(Time Domain, TD)等两类。
频域法基于时谐微分，通过对多个采样值的傅里叶逆变换得到所需的脉冲响应，使用这种方法，每次计算只能求得一个频率点上的响应。这类方法包括矩量法(Method of Moment, MoM)、频域有限差分(Finite Difference Frequency Doamin, FDFD)等。
时域法按时间步进求得有关场量，一次求解可以获得很宽频带范围内的解。这类方法包括时域有限差分(Finite Difference Time Domain，FDTD)、时域有限单元(Finite Element Time Domain，FETD)等。最为著名的时域方法就是FDTD。
FDTD是美籍华人K.S. Yee 于1966 年提出的求解微分形式Maxwell方程组的数值方法。
一、物理方程
1864年， Maxwell在前人理论和实验的基础之上，建立了统一的电磁场理论，并用一组数学方程揭示了宏观电磁场的基本规律，这就是著名的Maxwell方程组。
Maxwell方程组有四个方程组成：描述电荷如何产生电场的高斯定律；论述磁单极子不存在的高斯磁定律；描述电流和时变电场怎样产生磁场的麦克斯韦-安培定理；描述时变磁场如何产生电场的法拉第感应定律。
对于各项同性线性介质，物性方程为，
在上述公式中，各符号含义如下：
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| 电感强度 | |
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| 电荷密度 | |
| 
| 磁感强度 | |
| 
| 电场强度 | |
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| 磁场强度 | |
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| 传导电流密度 | |
| 
| 介电常数 | 在真空中，
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| 
| 磁导率 | 在真空中，
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| 
| 电导率 | |
在三维笛卡尔坐标系下，有
在二维情况下，上述方程可简化为，
二、数值模型
参考文献
- K S Yee .Numerical solution of initial boundary value problems involving maxwell's equations in isotropic media[J].IEEE Transactions on Antennas & Propagation, 1966, 14(5):302-307.DOI:10.1109/TAP.1966.1138693.
- 梁铨廷. 物理光学(第五版). 2018