导读:本文包含了电磁辐射模拟论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:生物电磁学仿真框架,跨平台并行,时域有限差分,中国男性儿童体型模型
电磁辐射模拟论文文献综述
王萌[1]（2019）在《生物电磁学仿真框架构建及儿童可变形模型的电磁辐射模拟应用》一文中研究指出射频电磁辐射已广泛存在于日常生活中。根据目前已有的研究结果,在使用手机等日常情景下,儿童和青少年吸收的电磁辐射剂量会高于成年人,国际癌症研究机构已将射频电磁辐射列入2B类致癌物。准确评估日常生活中儿童和青少年吸收的电磁辐射剂量非常重要。数值模拟技术是评估生物体电磁辐射剂量的常用方法。准确评估人体电磁辐射剂量的要素包括能够支持生物组织特性、匹配生物组织的吸收边界、可处理高精度模型的大规模数据、计算生物电磁学剂量和能获取计算细节的计算电磁学计算平台,以及能代表研究目标群体的人体模型。商业软件能够满足生物电磁学研究的部分需求,但无法获取模拟计算的细节,且难以有针对性的计算不同种类的比吸收率(SAR)数据。开源软件免费、容易获取、能监测计算细节,但无法使用某一款开源软件完成计算电磁场分布和生物电磁学剂量评估,或没有实现匹配生物组织的介质特性和高效吸收边界,或无法支持数据规模较大的高精度模型。本文以时域有限差分算法(FDTD)为基础,开发了一套能够满足生物电磁学辐射剂量评估研究需求的跨平台开源并行仿真框架MedFDTD,其创新性是能够同时支持生物组织特性介质计算、匹配生物组织的吸收边界、评估生物电磁学剂量和高效可跨平台并行计算,能够快速准确的完成生物电磁学剂量评估研究。在中国参考人可变形模型的基础上开发了极端体型儿童模型修复算法,构建了能够代表中国人群、具有多种体型、能用于电磁和电离辐射剂量评估研究的中国男性儿童可变形体型模型库,并在仿真框架和模型库的基础上展开儿童电磁辐射剂量评估应用研究。在生物电磁学仿真框架部分,本研究分析并实现了基于FDTD算法的计算电磁学模块,并针对生物电磁学研究的需求,实现了基于卷积完全匹配层(CPML)技术的吸收边界模块,能够计算具有色散特性的介质,提供点波源,平面波源,天线波源等激励源模板,并能计算辐射功率等参数的激励源模块,能够计算局部SAR,全身平均SAR的生物电磁学模块。基于MPI和C++AMP并行加速技术,使上述模块能在多种操作系统、多种硬件平台上利用CPU或GPU进行并行加速计算。基于IEEE推荐的质量平均SAR计算算法,开发了计算质量平均SAR等生物电磁学剂量的后处理模块。这些功能模块共同构成了兼具模拟生物电磁学常用介质和高精度模型开域空间等电磁仿真场景,直接获取辐射功率、多种标准SAR等满足生物电磁学研究需求的功能的跨平台开源并行生物电磁学仿真框架MedFDTD,并已在SourceForge和GitHub等开源平台上发布,能够获取其计算细节并拓展应用。为构建能用于电磁辐射模拟研究的儿童体型模型库,本研究根据中国男性儿童的身高、体重和体型的分布和百分位数等统计数据,以及主要内部器官推荐质量数据,在中国参考人可变形模型的基础上,构建了具有11~12岁年龄组中国男性儿童第50百分位数身高,第10、50、90百分位数体重的儿童模型,分别用于代表过轻体型、正常体型和超重体型的中国11~12岁男性儿童模型。进一步通过器官调整算法和手臂调整算法修复了过轻体型和超重体型存在的问题,完成了可代表中国人群解剖结构特征的11~12岁男性儿童体型模型库的构建。该男性儿童体型模型库符合中国人群的解剖结构、体格参数和内部器官质量分布,并可直接用于电磁、电离辐射剂量学研究。在电磁辐射剂量评估部分,本研究利用已完成的MedFDTD和儿童体型模型库,研究分析了年龄和体型对儿童电磁辐射吸收剂量及其分布的影响。模拟结果表明,年龄引起的组织参数变化,会使儿童全身质量平均SAR升高,会导致电磁辐射吸收剂量的分布发生极大的变化。与成年人相比,11~12岁年龄段的儿童的皮肤对电磁辐射能量的吸收能力降低了22.21%~48.11%。体型对儿童电磁辐射吸收剂量及其分布的影响的研究结果表明,所有体型儿童模型的全身质量平均SAR均在IEEE和ICNIRP制定的射频电磁波公众防护限值之内。在同一频率下,过轻体型的儿童模型会出现相对更高的全身质量平均SAR。超重体型人体被高频电磁波照射时,由于皮下脂肪层可能出现驻波效应等因素,脂肪将成为吸收电磁辐射能量最多的组织器官,皮下脂肪层的驻波效应可能是超重体型的儿童会吸收更多电磁辐射能量的重要影响因素。综上所述,本文在生物电磁学仿真框架、中国男性儿童可变形体型模型库和儿童电磁辐射评估叁个方面展开了研究。本文开发的生物电磁学仿真框架和中国男性儿童可变形体型模型库,在生物电磁学和辐射剂量评估领域具有广阔的应用前景。(本文来源于《华中科技大学》期刊2019-01-01）
刘浩雄,刘贞堂,张子阳,夏善奎,张酉年[2]（2018）在《模拟矿井下的电磁辐射干扰信号的特征规律研究》一文中研究指出建立了电磁辐射干扰模拟实验系统,用风机的转动作为煤岩破裂模拟的背景值。通过改变振动台的振幅和频率来改变电磁干扰的强度和频率,模拟测试了煤矿井下电磁干扰信号特征规律。实验结果表明:在振幅保持不变时,随着频率增大,电磁辐射强度呈现先增加后保持不变的变化规律;在频率保持不变时,随着振幅增大,电磁辐射强度则呈现先增加后减小然后保持不变的变化规律;随着探头位置变大,电磁辐射能量呈现逐渐降低的变化规律。(本文来源于《煤炭技术》期刊2018年05期）
张应龙,左汶奇[3]（2018）在《模拟手机电磁辐射系统对SD大鼠耳蜗边缘细胞影响的研究》一文中研究指出目的探讨1 800MHz模拟手机电磁辐射系统对SD大鼠耳蜗边缘细胞DNA损伤、细胞凋亡的影响以及产生生物学效应的可能机制。方法采用1 800 MHz模拟手机辐射系统,强度选择2、4w/kg,模式选择开5min、关10min的通话模式,辐射时间为短期24h暴露,辐射后采用彗星实验检测细胞DNA损伤;流式细胞技术检测电磁辐射对细胞凋亡的影响;采用荧光探针检测辐射后活性氧簇(ROS)的生成情况。结果手机电磁辐射未引起边缘细胞DNA的损伤,且未导致细胞凋亡率增加(P>0.05)。4w/kg暴露组ROS生成量较对照组显着增加,差异有统计学意义(P<0.05)。结论通过离体研究发现,短期暴露于手机辐射下,其能量不足以引起细胞DNA的损伤和细胞凋亡,但手机辐射的累积效应仍需要进一步证实;ROS激活是手机电磁辐射产生生物学效应的主要机制。(本文来源于《检验医学与临床》期刊2018年05期）
曹维[4]（2016）在《网络信息安全中电磁辐射泄漏信号在复杂电磁环境下的捕获、再生与模拟探究》一文中研究指出在当今信息化网络时代,信息网络安全的重要性已经贯穿到国家的安全与稳定,防止网络信息泄露,保障信息的安全和保密,已成为世界各国安全部门的重要研究课题,有着重要的军事价值和现实意义。为此网络信息安全中的电磁辐射研究更深远,也更有重大意义。(本文来源于《黑龙江科技信息》期刊2016年04期）
左汶奇[5]（2015）在《模拟手机电磁辐射对正常或脂多糖诱导病理状态下的SD大鼠耳蜗螺旋神经节细胞损伤的研究》一文中研究指出第一部分SD大鼠耳蜗螺旋神经节细胞的原代培养及鉴定目的新生SD大鼠耳蜗螺旋神经节细胞(spiral ganglion neurons, SGN)的体外原代培养及鉴定。方法出生1-3天的SD大鼠乳鼠在75%酒精中麻醉5分钟后断头,在解剖显微镜下移去双侧颞骨并打开听泡,并取出耳蜗蜗轴内组织,分离基底膜及血管纹组织,暴露螺旋神经组织。在37℃下0.25%胰酶消化螺旋神经组织30分钟并制成细胞悬液后接种于12孔板培养板,5%CO2/95%O2.37℃的培养箱中培养。SGN使用含10%神经营养因子(B27)的DMEM/F12神经细胞培养基,加入5μmol/l的阿糖胞苷纯化细胞24、48、72h后爬片,鉴定采用TUJ1(Santa Cruz, USA)和NeuN (abcam,USA)抗体,应用普通光镜和激光共聚焦免疫荧光的方法观察、鉴定培养的细胞。结果在普通光学显微镜下观察到SGN接种6小时后贴壁生长,早期细胞轴突不明显,后期形成长长的双极或叁极轴突,胞体呈亮度较高的“椭圆形”(见图1-1)。采用低浓度阿糖胞苷药物能去除大部分成纤维细胞,72h纯化程度最高,螺旋细胞死亡不明显。激光共聚焦免疫荧光发现抗体主要表达在细胞膜及轴突(见图1-2,3)。结论利用胰酶消化法可以成功的进行SD大鼠乳鼠耳蜗螺旋神经节细胞的原代培养,5μmol/l阿糖胞苷纯化72h后可得到纯度较高的螺旋神经节细胞,并可以用神经细胞特异性抗体NeuN和TUJ1鉴定。第二部分模拟手机电磁辐射对正常螺旋神经节细胞损伤的研究目的研究常用手机频率1800MHz,强度SAR(2和4W/kg)下电磁辐射对螺旋神经节细胞DNA损伤、超微结构改变、自噬及ROS生成的相关研究。方法正常螺旋神经节细胞暴露于1800MHz电磁辐射系统,辐射强度分别设定为2和4W/kg,选择开5分钟关10分钟的“手机通话模式”,暴露时间为24小时。采用单个细胞电泳(彗星实验)观察电磁辐射对细胞DNA有无损伤,以H202作为阳性对照；投射电镜观察细胞超微结构改变(线粒体、细胞核、内质网等)；免疫荧光的方法在激光共聚焦显微镜下观察自噬相关蛋白Beclinl和LC3-Ⅱ的表达。DCFH-DA试剂盒检测ROS生成。结果在2和4W/kg强度下,彗星实验结果均阴性(见图2-1)。投射电镜下线粒体、内质网、细胞核及细胞膜等结构未见明显异常(见图2-2),未见溶酶体及自噬小体。4W/kg强度下仅有LC3-Ⅱ蛋白少量表达(见图2-3)：4W/kg和H202组ROS生成量高于对照和2W/kg辐射组(p<0.05,0.01)(见图2-4)。结论短期暴露模式下模拟手机电磁辐射不能直接引起细胞DAN损伤；细胞超微结构未见显着改变;在该暴露模式下自噬作用不明显；4W/kg条件下ROS生成量高于对照和2W/kg辐射组。电磁辐射产生生物学效应的机制之一可能与ROS系统激活有关。第叁部分模拟手机电磁辐射对脂多糖诱导的病理状态下SD大鼠耳蜗螺旋神经节细胞损伤的研究目的研究当螺旋神经节细胞处于病理状态下时,细胞对手机电磁辐射引起损伤敏感性的变化。方法螺旋神经节细胞接受不同浓度的脂多糖(0,20,40,50,100,200,400μg/ml)处理后,采用CCK-8及彗星实验(ph>13)以筛选出适宜的浓度作为辐射前细胞预处理浓度(即在该浓度下细胞活力正常,DNA未见损伤)。40μg/ml被筛选为预处理浓度。暴露于1800MHz电磁辐射系统,以2和4W/kg为辐射强度,选择开5分钟关10分钟的“手机通话模式”,暴露时间为24小时。分十个实验组：(1)对照组,(2)2W/kg(暴露和屏蔽组),(3)4W/kg(暴露和屏蔽组),(4)脂多糖40μg/ml+2W/kg(暴露和屏蔽组),(5)脂多糖40μg/ml+4W/kg(暴露和屏蔽组);(6)H202组。暴露结束后采用彗星实验检测DNA损伤情况；投射电镜检测有无超微结构改变；激光共聚焦免疫荧光检测自噬相关蛋白beclinl和LC3-Ⅱ蛋白的表达情况；荧光酶标仪检测细胞活性氧(ROS)生成量。结果通过CCK-8和彗星实验发现100μg/ml脂多糖能显着引起细胞活性下降及细胞DNA损伤有统计学意义(p<0.05),100μg/ml被认为引起DNA损伤和细胞活力受限的临界浓度(见图3-1,2)。40μg/ml脂多糖对细胞活性及DNA损伤无统计学意义(p>0.05),因此将40μg/ml作为预处理浓度。除了H202组,其余组彗星实验结果均为阴性(见图3-3)。在脂多糖40μg/ml+4W/kg暴露组电镜提示超微结构改变,如线粒体空泡化、核固缩及出现自噬溶酶体、自噬小体；脂多糖40μg/ml+4W/kg暴露组中电镜仅发现有少量自噬溶酶体出现(见图3-4)。在脂多糖W/kg暴露组自噬相关蛋白Beclinl和LC3-Ⅱ表达显着增加,其余组表达未见显着增加(见图3-5)。4W/kg暴露组、脂多糖40μg/ml+4W/kg暴露组及H2O2组中ROS量较对照组显着增加p<0.05,0.01)(见图3-6)。结论短期暴露模式下手机电磁辐射能量不足以直接引起细胞DNA损伤,但是在脂多糖诱导的细胞微损伤或脆弱状态下,4W/kg强度的电磁辐射引起了细胞超微结构的改变,有自噬现象出现,考虑细胞在病理状态下对电磁辐射的敏感性增加所致。这种超微结构的改变是否存在累积效应并引起耳蜗功能的改变尚需进一步研究；自噬的作用仍需要进一步的探讨。ROS的激活及在病理状态下细胞ROS清除障碍被认为是电磁辐射引起损伤的主要原因。(本文来源于《华中科技大学》期刊2015-03-01）
和利霞[6]（2014）在《雷击高塔暂态响应机理及其电磁辐射环境模拟》一文中研究指出本文建立雷击高塔的电磁模型和工程模型,采用时域有限差分法和解析法的数值计算方法,数值模拟了雷击高塔的过程,研究了电流在不同形状塔中的传播及衰减特征,分析了雷击高塔在塔高范围内产生的近场极性特征,以及雷击高塔在远场(10km～100km)产生I的磁场峰值与短路电流峰值、塔底电流峰值和塔顶电流初始峰值、最大值之间的转换因子FCCFs的精度。在此基础上,考虑有限电导率地面对电磁场传播的衰减,进一步修订了FCCFs(Field-to-Current Conversion Factors)。研究取得的结果主要有以下叁个方面：首先,采用叁维时域有限差分法(3-D FDTD),建立雷击高塔的电磁模型,研究了雷电流在高塔中的传输过程和衰减机制,得到结论：不同形状塔体,表面电流衰减特征不同。锥形塔的表面电流衰减具有方向性,自塔顶向塔底传播时,幅值几乎无衰减；方向相反时,有显着衰减。柱形塔的表面电流自塔顶向塔底以及反向传播时,幅值均有明显衰减。塔体不同高度处电流的衰减程度随着锥形塔的顶角和柱形塔的半径的增大、激励源的频宽的减小而增大。其次,将闪电通道和高塔分别看成均匀传输线,建立了雷击高塔的工程模型,利用传统的偶极子技术(洛伦兹条件),数值模拟了雷击168m高塔和553m高塔在近距离内产生的电磁场。发现垂直电场极性随着距离塔的距离不同出现反转现象。且该现象与塔底反射系数有关,当塔底反射系数接近1.O时,极性反转现象消失；回击速度、回击模式、塔顶反射系数对极性反转无影响。并采用两种算法解释了雷击高塔在近场垂直电场的极性反转现象产生的原因,第一种是理想导体地面电磁场求解的一般算法,第二种解释基于场的迭加理论,在塔顶的反射系数0、回击波头的速度为光速时地面电磁场的简化算法,并据此得出了极性反转发生的临界距离。最后,在研究雷击高塔近场建立的工程模型基础上,采用解析法,数值模拟了雷击168m和300m高塔时在100km处产生的辐射磁场。检验了理想地面时的磁场峰值与短路电流峰值、塔底电流峰值及塔顶电流初始峰值、最大值之间的转换因子FCCFs的精度,得出结论：在塔底反射系数为1.0时,FCCFs的误差为-18%～+10%；在塔底反射系数为0.7时,该误差为-25%-+10%；且随着雷电流的上升沿时间的增大,误差增大。FCCFs的误差随着地面有限电导率的减小而增大。如：雷击168m高塔,塔底反射系数为1.0时,在地面电导率为O.01S/m,FCCFs的误差为20%,而当地面有限电导率为O.001S/m时,FCCFs的误差达到55%。在此基础上对有限电导率地面时的FCCFs提出了修订公式。(本文来源于《南京信息工程大学》期刊2014-06-01）
刘文惠,杨丽萍,张元珍[7]（2013）在《模拟移动电话电磁辐射对小鼠围着床期子宫内膜降钙素的影响》一文中研究指出目的探讨在不同时间,不同强度935 MHz模拟移动电话电磁辐射下,子宫内膜降钙素变化。方法将受精后雌鼠分别暴露于935 MHz的连续性电磁辐射(低150μW/cm2、中570μW/cm2、高1400μW/cm2叁个强度)装置中,分别辐照4 h/d和2 h/d,连续3 d,于着床期(受精后4 d)处死小鼠,采用逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)法检测子宫内膜降钙素mRNA的表达。结果 570μW/cm2、4 h/d,1400μW/cm2、4 h/d辐射组与对照组相比降钙素表达均降低,有显着性差异(P<0.01);同时570μW/cm2辐射组及1400μW/cm2辐射组内,4 h/d组降钙素表达低于2 h/d辐射组,有显着性差异(P<0.01)。结论 935 MHz模拟移动电话电磁辐射可通过降低子宫内膜降钙素mRNA表达,导致子宫内膜容受性发生改变,降低滋养层细胞的侵入性,阻碍胎盘的形成,进而影响胚胎着床过程,并且存在一定的剂量-反应关系及累积效应。(本文来源于《中华临床医师杂志(电子版)》期刊2013年22期）
陈习权,韩海林,孙杰[8]（2012）在《轨道交通牵引供电网电磁辐射场强的数值模拟》一文中研究指出在分析城市轨道交通牵引供电系统工作原理与特点的基础上,针对人流集中的轨道交通站台建立了一种高压直流牵引系统下的静态电磁场模型,探讨了静态电磁场仿真的适用数值计算原理与边界条件处理方法。采用有限差分法对该电磁场模型进行了理论计算与数值模拟,结果表明:以轨道交通岛式站台中心为原点,在站台上1.7 m高处,往两侧电场强度与磁感应强度逐渐变大,在站台边缘处电场强度最大值达220 V/m,磁感应强度最大值达60μT,与电磁辐射场强的实地监测结果一致。(本文来源于《科学技术与工程》期刊2012年29期）
龚小亮,孙玉发,刘昭谦[9]（2012）在《单极手机天线电磁辐射的数值模拟》一文中研究指出在建立手机辐射的电磁模型和分层球型人脑模型基础上,利用时域有限差分法计算了900 MHz频率时单极手机天线作用下人脑内比吸收率的分布,重点讨论了在不同通话情况下手机距人体头部不同距离时人脑中比吸收率的分布情况。计算结果表明:手机距人体头部越近人脑内比吸收率值越大,当戴有金属边框眼镜或在金属壁旁通话时,人脑内比吸收率会有不同程度的增加。(本文来源于《河南科技大学学报(自然科学版)》期刊2012年03期）
龚小亮[10]（2012）在《手机天线电磁辐射的数值模拟》一文中研究指出当今世界人们前所未有的关心健康和环保问题,随着移动通信的日益普及也使得人们越来越关注其产生的电磁辐射是否会对人体健康造成危害。手机在工作时,由于天线距离人头部很近,头部处于近场感应和辐射场范围内,足够强的微波辐射可能对人体头部组织产生潜在的危害。目前急需一个公正、可行的关于电磁辐射剂量问题的评价体系。时域有限差分法因在处理不规则物体电磁场问题时的灵活性使其在生物电磁学方面获得了广泛应用。作者正是基于这两点的考虑,在本文中利用时域有限差分(FDTD)法这一电磁场数值方法来计算在手机电磁辐射作用下人体中比吸收率(SAR)的分布。本文在建立手机辐射电磁模型和分层球型人脑模型的基础上,利用FDTD法计算了900MHz频率时在单极手机天线和平面倒F手机天线(PIFA)作用下人脑内比吸收率的分布,重点讨论了在不同通话情况下(如戴有金属边框眼镜、通话时手机一旁有金属壁等)手机距人体头部不同距离时人脑中SAR的分布情况,并将模拟计算结果与相关电磁安全标准进行了对比和分析。计算结果表明人脑内SAR的分布极不均匀,手机距人体头部越近人脑内SAR值越大,当戴有金属边框眼镜或在金属壁旁通话时人脑内SAR会有不同程度的增加。(本文来源于《安徽大学》期刊2012-04-01）
电磁辐射模拟论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
建立了电磁辐射干扰模拟实验系统,用风机的转动作为煤岩破裂模拟的背景值。通过改变振动台的振幅和频率来改变电磁干扰的强度和频率,模拟测试了煤矿井下电磁干扰信号特征规律。实验结果表明:在振幅保持不变时,随着频率增大,电磁辐射强度呈现先增加后保持不变的变化规律;在频率保持不变时,随着振幅增大,电磁辐射强度则呈现先增加后减小然后保持不变的变化规律;随着探头位置变大,电磁辐射能量呈现逐渐降低的变化规律。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
电磁辐射模拟论文参考文献
[1].王萌.生物电磁学仿真框架构建及儿童可变形模型的电磁辐射模拟应用[D].华中科技大学.2019
[2].刘浩雄,刘贞堂,张子阳,夏善奎,张酉年.模拟矿井下的电磁辐射干扰信号的特征规律研究[J].煤炭技术.2018
[3].张应龙,左汶奇.模拟手机电磁辐射系统对SD大鼠耳蜗边缘细胞影响的研究[J].检验医学与临床.2018
[4].曹维.网络信息安全中电磁辐射泄漏信号在复杂电磁环境下的捕获、再生与模拟探究[J].黑龙江科技信息.2016
[5].左汶奇.模拟手机电磁辐射对正常或脂多糖诱导病理状态下的SD大鼠耳蜗螺旋神经节细胞损伤的研究[D].华中科技大学.2015
[6].和利霞.雷击高塔暂态响应机理及其电磁辐射环境模拟[D].南京信息工程大学.2014
[7].刘文惠,杨丽萍,张元珍.模拟移动电话电磁辐射对小鼠围着床期子宫内膜降钙素的影响[J].中华临床医师杂志(电子版).2013
[8].陈习权,韩海林,孙杰.轨道交通牵引供电网电磁辐射场强的数值模拟[J].科学技术与工程.2012
[9].龚小亮,孙玉发,刘昭谦.单极手机天线电磁辐射的数值模拟[J].河南科技大学学报(自然科学版).2012
[10].龚小亮.手机天线电磁辐射的数值模拟[D].安徽大学.2012
标签：生物电磁学仿真框架; 跨平台并行; 时域有限差分; 中国男性儿童体型模型;