發(fā)布時間：2017-05-03 04:03

  本文關鍵詞：數值計算方法在左手材料設計及醫(yī)學圖像中的應用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：數值計算方法,是一種研究并解決數學問題的數值近似解方法,是在計算機上使用的解數學問題的方法,簡稱計算方法�，F(xiàn)階段數值計算已經應用于科研和工業(yè)的各個領域。本文中利用計算電磁學中的時域有限差分法設計新型的左手材料單元結構。左手材料的電磁性質表現(xiàn)出負介電常數和負磁導率。因其擁有其他的一些獨特的電磁特性,已經成為了材料科學、電磁、生物醫(yī)學等多個領域的研究熱點。本文對左手材料在前人的經驗基礎上進一步研究,借助時域有限差分方法,提出了一種性能優(yōu)良的左手材料單元結構,并加以仿真。該結構單面刻蝕,尺寸理想,性能優(yōu)良,并成功地將該設計應用于天線領域中。同時將有限元仿真分析方法應用于生物醫(yī)學工程領域,分別建立了牙齒和牙髓腔的三維有限元模型,為口腔臨床醫(yī)學提供了可靠的可視化數據。 本文的主要工作有： 1)詳細介紹了數值計算的基本概念和原理。簡要介紹了幾種常用的數值計算方法。 2)研究探討了左手材料的相關特性及奇異性質,總結了最近幾年左手材料研究領域的相關研究成果和進展情況。 3)借助時域有限差分電磁分析軟件,設計并提出出了一種新型左手特性單元結構。由該結構組成的材料在X頻段展現(xiàn)出左手特性。該結構單面刻蝕,由對稱半圓環(huán)和短金屬桿構成。研究中對負介電常數和負磁導率進行了定性理論分析。借助計算電磁學分析仿真工具,驗證了該結構具有負相速度特性。 4)通過數值計算仿真與優(yōu)化,將左手材料應用于天線陣列中。新型左手材料結構結合2.6GHz振子天線陣列改善天線輻射特性,降低天線陣元之間的電磁耦合作用,并進行了仿真驗證。 5)將有限元分析方法應用于生物醫(yī)學工程領域,通過有限元法仿真分析實現(xiàn)了牙齒的建模。通過Ansys軟件對模型進行導出并處理,采用Mimics軟件對模型進行橫截面、縱面等的切圖分析,通過術前和術后牙齒髓腔有限元模型的對比圖,確定病灶牙齒修復前的清理效果和牙骨質損耗。通過對牙齒結構的建模,為牙科在手機車針處理時掌握牙齒結構內部受力情況提供技術支持。
【關鍵詞】：數值計算 時域有限差分 左手材料 結構設計 天線陣列 生物醫(yī)學 有限元
【學位授予單位】：北京郵電大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：O241.8;R318.08
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-8
• 目錄8-10
• 第一章 緒論10-15
• 1.1 引言10-11
• 1.2 數值算法的基本概念11-12
• 1.3 常用數值計算方法12
• 1.4 數值計算方法工程應用12-13
• 1.5 本文主要內容13-15
• 第二章 左手材料基本理論15-28
• 2.1 引言15-16
• 2.2 左手材料的基本特性16-23
• 2.2.1 負折射效應17-19
• 2.2.2 完美透鏡效應19-21
• 2.2.3 逆多普勒頻移效應21
• 2.2.4 反常切倫科夫輻射21-22
• 2.2.5 反常Goos-Haanchen(古斯-漢森)位移22-23
• 2.3 左手材料研究進展23-27
• 2.4 小結27-28
• 第三章 利用時域有限差分法設計具有諧振特性的左手材料結構28-42
• 3.1 引言28
• 3.2 時域有限差分方法28-30
• 3.3 新型諧振型左手材料結構單元設計及原理說明30-33
• 3.4 數據及特性分析33-40
• 3.5 小結40-42
• 第四章 新型左手材料單元結構應用于天線陣列42-50
• 4.1 引言42
• 4.2 對稱振子天線42-44
• 4.3 天線間互耦的研究44-46
• 4.3.1 天線互耦原理44-45
• 4.3.2 降低耦合的方案45-46
• 4.4 半波對稱振子陣列天線仿真46-49
• 4.4.1 對稱振子天線陣列設計46-47
• 4.4.2 新型左手材料引入陣列天線47-49
• 4.5 小結49-50
• 第五章 基于CT圖像應用軟件和有限元分析構建牙髓腔有限元模型50-65
• 5.1 引言50-51
• 5.2 有限元分析方法51-55
• 5.2.1 有限元法簡介51-52
• 5.2.2 有限元法計算思路52-55
• 5.3 基于CT圖像掃描軟件和有限元分析快速構建牙齒和牙髓腔有限元模型55-64
• 5.3.1 建模環(huán)境58-59
• 5.3.2 采集微CT圖像掃描數據59
• 5.3.3 建立幾何模型59-60
• 5.3.4 生成面網格模型60-61
• 5.3.5 模型輸入有限元分析軟件生成體網格模型61-62
• 5.3.6 實驗數據比較62-64
• 5.4 技術特點64
• 5.5 小結64-65
• 第六章 結束語65-67
• 參考文獻67-70
• 致謝70-71
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文71

【參考文獻】

中國期刊全文數據庫 前10條

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本文編號：342261