射頻電磁輻射已廣泛存在于日常生活中。根據(jù)目前已有的研究結果,在使用手機等日常情景下,兒童和青少年吸收的電磁輻射劑量會高于成年人,國際癌癥研究機構已將射頻電磁輻射列入2B類致癌物。準確評估日常生活中兒童和青少年吸收的電磁輻射劑量非常重要。數(shù)值模擬技術是評估生物體電磁輻射劑量的常用方法。準確評估人體電磁輻射劑量的要素包括能夠支持生物組織特性、匹配生物組織的吸收邊界、可處理高精度模型的大規(guī)模數(shù)據(jù)、計算生物電磁學劑量和能獲取計算細節(jié)的計算電磁學計算平臺,以及能代表研究目標群體的人體模型。商業(yè)軟件能夠滿足生物電磁學研究的部分需求,但無法獲取模擬計算的細節(jié),且難以有針對性的計算不同種類的比吸收率（SAR）數(shù)據(jù)。開源軟件免費、容易獲取、能監(jiān)測計算細節(jié),但無法使用某一款開源軟件完成計算電磁場分布和生物電磁學劑量評估,或沒有實現(xiàn)匹配生物組織的介質特性和高效吸收邊界,或無法支持數(shù)據(jù)規(guī)模較大的高精度模型。本文以時域有限差分算法（FDTD）為基礎,開發(fā)了一套能夠滿足生物電磁學輻射劑量評估研究需求的跨平臺開源并行仿真框架MedFDTD,其創(chuàng)新性是能夠同時支持生物組織特性介質計算、匹配生物組織的吸收邊界、評估生物... 

【文章來源】：華中科技大學湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：118 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

研究內容與技術路線

圖 2.1 Yee 元胞以及其中的電場分量與磁場分量分布格式。Figure 2.1 Yee cell and the distribution pattern of electric field component and magnetic fieldcomponent.2.2 FDTD 算法數(shù)值穩(wěn)定性分析FDTD 算法利用中心差分替代偏微分的方法，將麥克斯韋方程組轉換為有限差程組，以差分方程組的解來代表麥克斯韋方程組的解，此時，必須考察有限差分組的解的數(shù)值穩(wěn)定性。假設介質為各向同性線性介質，將場分量的迭代公式轉換到頻域，即：x|￠ = xn 12 j (i 12)kxΔx jkyΔy kkzΔz ( y|￠ = yn 12 j ikxΔx (j 12)kyΔy kkzΔz (

圖 2.2 CPML 驗證實驗場景設計示意圖。Figure 2.2 CPMLverification scenario.中采樣點處的電場值， ( )為實驗 B 式為：||￡|dB= ￡ e(t) E(t) max (E(t) CPML 的虛假反射率隨時間的變化傳播，CPML 的虛假反射率最高約為-虛假反射率為-93 dB。在 FDTD 算法虛假反射對電磁輻射模擬計算結果的放的自由空間。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]輻射防護用中國參考人體素模型建立、應用及最新進展[J]. 潘羽晞,邱睿,劉立業(yè),任麗,朱桓君,李君利.  輻射防護. 2014(04)
[2]中國數(shù)字人體男性數(shù)學模型建立及外輻射模擬[J]. 孫文娟,謝添武,韓道,劉謙.  強激光與粒子束. 2013(01)
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本文編號：3329635