 |
نرخ جذب خاص (SAR) در مغز انسان
معرفی
دانشمندان از SAR (نرخ جذب خاص) برای تعیین میزان تابشی که بافت انسانی جذب می کند، استفاده می کنند. این اندازه گیری به ویژه برای تلفن های همراه که تابش نزدیک به مغز دارند، مهم است. این مدل چگونگی جذب یک موج تابشی از آنتن و افزایش دمایی را که تشعشعات جذب شده ایجاد می کند، مطالعه می کند.
توجه: این مثال به ماژول RF و ماژول انتقال حرارت نیاز دارد.
استفاده روزافزون از تجهیزات بی سیم همچنین میزان انرژی تشعشعی را که بدن انسان در معرض آن قرار می گیرد، افزایش داده است و به ویژه اجتناب از تشعشعات به مغز مهم است. کارشناسان همچنان به بحث در مورد اینکه این تشعشعات چقدر خطرناک است ادامه می دهند. با این حال، تقریباً همه موافقند که به حداقل رساندن قرار گرفتن در معرض تشعشع مهم است. یک ویژگی رایج که انرژی جذب شده را اندازه گیری می کند، مقدار SAR است که به صورت محاسبه می شود
جایی که σ هدایت بافت مغز انسان، ρ چگالی و | E | هنجار میدان الکتریکی (RMS) است. مقدار SAR بسته به قوانین ملی، میانگینی در ناحیه ای از 10 گرم یا 1 گرم بافت مغز است. این مثال مقدار متوسط را محاسبه نمی کند و بنابراین به مقدار SAR محلی اشاره دارد. حداکثر مقدار SAR محلی همیشه بالاتر از حداکثر مقدار SAR است.
تعریف مدل
هندسه سر انسان همان هندسه (SAM Phantom) است که توسط IEEE، IEC و CENELEC از مشخصات استاندارد اندازه گیری مقدار SAR ارائه شده است. هندسه اصلی پس از اصلاحات جزئی هندسه اصلی به COMSOL Multiphysics وارد شد.
علاوه بر این، مدل از برخی پارامترهای مواد با یک تابع درون یابی حجمی نمونه برداری می کند که تنوع نوع بافت داخل سر را تخمین می زند. داده منبع این تابع مستقیماً از فایلی به نام sar_in_human_head_interp.txt می آید . آن فایل داده از تصویر تشدید مغناطیسی (MRI) سر انسان ایجاد شده است. این تصاویر شامل 109 برش است که هر کدام با وکسل 256 در 256 ( مراجعه 2)). استفاده از تغییرات داده‌های موجود در این فایل بر روی پارامترهای مواد بافتی هیچ پیشینه علمی ندارد، و این مثال به سادگی آن را برای نشان دادن تغییر در رسانایی، گذردهی (شکل 1) و سرعت پرفیوژن به عنوان تابعی از موقعیت داخل، پیاده‌سازی می‌کند. سر. این مدل وضوح داده های حجمی را به نقاط درونیابی 55 در 50 در 50 کاهش می دهد که با تراکم عنصر مش در داخل هد مطابقت دارد. قبل از تولید فایل داده، مدل‌ساز در این مورد، داده‌های MRI سه بعدی را برای مطابقت با شکل هندسه سر وارد شده در COMSOL Multiphysics مقیاس، ترجمه و چرخانده است.
شکل 1: این نمودار نشان می دهد که چگونه میانگین گذردهی نسبی در داخل هد تغییر می کند. گذردهی از داده های تصویر MRI وارد شده محاسبه می شود.
انتشار موج
تشعشع از یک آنتن پچ که در سمت چپ سر قرار می گیرد می آید. آنتن پچ توسط یک پورت برآمده تحریک می شود. برای جذب تابش پراکنده، مدل از PML استفاده می کند. برای جزئیات بیشتر به بخش کاملاً منطبق لایه در کتابچه راهنمای مرجع Multiphysics COMSOL مراجعه کنید . این مدل معادله بردار-هلمهولتز را در همه جای دامنه برای فرکانس مشخصی حل می کند
که در آن μr نفوذپذیری نسبی، k 0 بردار موج فضای آزاد، و εr گذردهی است.
برای مشکلات انتشار موج مانند این، باید اندازه مش را با توجه به حداقل طول موج مشکل محدود کنید. به طور معمول شما به حدود پنج عنصر در هر طول موج نیاز دارید تا موج را به درستی حل کنید.
این مثال ویژگی‌های مادی مغز انسان را از ارائه‌ای توسط G. Schmid ( مراجعه 1 ) می‌گیرد. جدول زیر برخی از ویژگی های مهم وابسته به فرکانس در این نشریه را بررسی می کند. تابع درون یابی از این مقادیر برای ایجاد یک تغییر واقعی نمونه برداری می کند.
پارامتر | فرکانس | ارزش | شرح |
پ | 835 مگاهرتز | 1.15 S/m | رسانایی |
ε r | 835 مگاهرتز | 58.13 | مجوز نسبی |
گرم کردن سر
معادله bioheat گرمایش سر را با کاهش حرارت ناشی از جریان خون مدل می کند. این اتلاف حرارت به ظرفیت گرمایی و چگالی خون و به سرعت پرفیوژن خون بستگی دارد. میزان پرفیوژن در قسمت های مختلف بدن انسان به طور قابل توجهی متفاوت است و جدول زیر مقادیر استفاده شده در اینجا را نشان می دهد.
قسمت | سرعت پرفیوژن |
مغز | 2·10 -3 (ml/s)/ml |
استخوان | 3 10 -4 (ml/s)/ml |
پوست | 3 10 -4 (ml/s)/ml |
همان تابع درون یابی که برای پارامترهای الکتریکی استفاده می شود، تفاوت در سرعت پرفیوژن بین بافت مغز داخل سر و قسمت های بیرونی پوست و استخوان را نیز مدل می کند. دوباره توجه داشته باشید که استفاده از تابع درون یابی هیچ ارتباط فیزیکی ندارد. این فقط برای نشان دادن یک اثر واقعی از پارامترهای مختلف مواد است.
شکل 2: نمودار برش در مقیاس گزارش از مقدار SAR محلی.
نتایج و بحث
این مدل مقدار SAR محلی را در هد با استفاده از فرمولی که قبلا برای فرکانس 835 مگاهرتز شرح داده شد، مطالعه می کند. مقدار SAR نزدیک به سطح سر روبروی موج فرودی بالاترین میزان است. اگر مقدار SAR محلی را در یک مقیاس گزارش رسم کنید، تفاوت در خواص الکتریکی قابل مشاهده است ( شکل 1 ).
معادله bioheat نمودار مشابهی را برای گرمایش هد ایجاد می کند که نزدیکترین آن به آنتن است. حداکثر افزایش دما (از 37 درجه سانتیگراد) حدود 0.15 درجه سانتیگراد است و به سرعت در داخل سر کاهش می یابد.
شکل 3: افزایش موضعی دما در سطح، حداکثر درست در زیر آنتن است.
منابع
1. G. Schmid، G. Neubauer و PR Mazal، “خواص دی الکتریک بافت مغز انسان کمتر از 10 ساعت پس از مرگ در فرکانس های 800 تا 2450 مگاهرتز اندازه گیری شد.” Bioelectromagnetics ، جلد. 24، صفحات 423-430، 2003.
2. M. Levoy، داده های MRI در اصل از Univ. کارولینای شمالی (دانلود شده از آرشیو داده های حجم استانفورد در http://graphics.stanford.edu/data/voldata/ ).
مسیر کتابخانه برنامه: RF_Module/Microwave_Heating/sar_in_human_head
دستورالعمل های مدل سازی
از منوی File ، New را انتخاب کنید .
جدید
در پنجره جدید ، روی 
Model Wizard کلیک کنید .
Model Wizard کلیک کنید .مدل جادوگر
1 | در پنجره Model Wizard ، روی  3D کلیک کنید . |
2 | در درخت Select Physics ، Heat Transfer>Bioheat Transfer (ht) را انتخاب کنید . |
3 | روی افزودن کلیک کنید . |
4 | در قسمت متن دما ، dT را تایپ کنید . |
5 | در درخت انتخاب فیزیک ، فرکانس رادیویی > امواج الکترومغناطیسی، دامنه فرکانس (emw) را انتخاب کنید . |
6 | روی افزودن کلیک کنید . |
با اضافه کردن مطالعه صبر کنید تا جفت چندفیزیکی اضافه شود. سپس دنباله مطالعه به طور خودکار برای رابط های مناسب پیکربندی می شود.
7 |  روی Done کلیک کنید . |
تعاریف جهانی
پارامترهای 1
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Global Definitions روی Parameters 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای پارامترها ، بخش پارامترها را پیدا کنید . |
3 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
نام | اصطلاح | ارزش | شرح |
epsilonr_pcb | 5.23 | 5.23 | Permittivity برای پچ برد آنتن |
epsilonr0_brain | 58.13 | 58.13 | گذردهی برای بافت مغز |
sigma0_brain | 1.15 [S/m] | 1.15 S/m | رسانایی برای بافت مغز |
rho_brain | 1.03e3[kg/m^3] | 1030 کیلوگرم بر متر مکعب | تراکم بافت مغز |
کنار هم | 2e-4 | 2E-4 | پارامتر نمونه برداری |
ادمینگ | 4e-4 | 4E-4 | پارامتر نمونه برداری |
سوف ست | -1.0 [S/m] | -1 S/m | پارامتر نمونه برداری |
افست | -50 | -50 | پارامتر نمونه برداری |
ج_خون | 3639 [J/(kg*K)] | 3639 J/(kg·K) | ظرفیت گرمایی خون |
rho_blood | 1000 [kg/m^3] | 1000 کیلوگرم بر متر مکعب | تراکم خون |
odamping | 1.08e-6[1/s] | 1.08E-6 1/s | پارامتر نمونه برداری |
انحراف | 7.8e-4[1/s] | 7.8E-4 1/s | پارامتر نمونه برداری |
f0 | 835 [MHz] | 8.35E8 هرتز | فرکانس |
هندسه 1
هندسه سر خارج از COMSOL Multiphysics ایجاد شده است، بنابراین شما آن را از یک فایل MPHBIN وارد می‌کنید. سپس دامنه های اطراف PML، هوا و آنتن را به صورت دستی ایجاد کنید.
واردات 1 (imp1)
1 | در نوار ابزار صفحه اصلی ، روی  واردات کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای واردات ، بخش واردات را پیدا کنید . |
3 |  روی Browse کلیک کنید . |
4 | به پوشه Application Libraries مدل بروید و روی فایل sar_in_human_head.mphbin دوبار کلیک کنید . |
5 |  روی Import کلیک کنید . |
بلوک 1 (blk1)
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Block کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Block ، قسمت Size and Shape را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن Width ، 0.004 را تایپ کنید . |
4 | در قسمت Depth متن، 0.08 را تایپ کنید . |
5 | در قسمت متن ارتفاع ، 0.08 را تایپ کنید . |
6 | قسمت Position را پیدا کنید . از لیست پایه ، مرکز را انتخاب کنید . |
7 | در قسمت متن x ، 0.1 را تایپ کنید . |
8 | در قسمت متن z ، 0.05 را تایپ کنید . |
9 |  روی Build All Objects کلیک کنید . |
صفحه کار 1 (wp1)
1 | در نوار ابزار هندسه ، روی صفحه  کار کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای صفحه کار ، قسمت تعریف هواپیما را پیدا کنید . |
3 | از لیست هواپیما ، yz-plane را انتخاب کنید . |
4 | در قسمت متن مختصات x ، 0.098 را تایپ کنید . |
5 |  روی Show Work Plane کلیک کنید . |
صفحه کار 1 (wp1)> مربع 1 (sq1)
1 | در نوار ابزار Work Plane ، روی  مربع کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات مربع ، بخش Size را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن Side length ، 0.06 را تایپ کنید . |
4 | قسمت Position را پیدا کنید . از لیست پایه ، مرکز را انتخاب کنید . |
5 | در قسمت متن yw ، 0.05 را تایپ کنید . |
6 |  روی Build Selected کلیک کنید . |
صفحه کار 1 (wp1)> مستطیل 1 (r1)
1 | در نوار ابزار Work Plane ، روی  Rectangle کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Rectangle ، بخش Size and Shape را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن Width ، 0.005 را تایپ کنید . |
4 | در قسمت متن ارتفاع ، 0.01 را تایپ کنید . |
5 | قسمت Position را پیدا کنید . از لیست پایه ، مرکز را انتخاب کنید . |
6 | در قسمت متن yw ، 0.015 را تایپ کنید . |
7 |  روی Build Selected کلیک کنید . |
صفحه کار 1 (wp1)> اتحادیه 1 (uni1)
1 | در نوار ابزار Work Plane ، روی  Booleans and Partitions کلیک کنید و Union را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره Graphics کلیک کنید و سپس Ctrl+A را فشار دهید تا هر دو شی انتخاب شوند. |
3 | در پنجره تنظیمات برای Union ، بخش Union را پیدا کنید . |
4 | کادر تیک Keep interior borders را پاک کنید . |
5 | در نوار ابزار Work Plane ، روی  Build All کلیک کنید . |
صفحه کار 2 (wp2)
1 | در پنجره Model Builder ، روی Geometry 1 کلیک راست کرده و Work Plane را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای صفحه کار ، قسمت تعریف هواپیما را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن مختصات z ، 0.01 را تایپ کنید . |
4 |  روی Show Work Plane کلیک کنید . |
صفحه کار 2 (wp2)> مستطیل 1 (r1)
1 | در نوار ابزار Work Plane ، روی  Rectangle کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Rectangle ، بخش Position را پیدا کنید . |
3 | از لیست پایه ، مرکز را انتخاب کنید . |
4 | در قسمت نوشتار xw ، 0.1 را تایپ کنید . |
5 | قسمت Size and Shape را پیدا کنید . در قسمت متن Width ، 0.004 را تایپ کنید . |
6 | در قسمت متن ارتفاع ، 0.005 را تایپ کنید . |
7 |  روی Build Selected کلیک کنید . |
فرم اتحادیه (فین)
1 | در نوار ابزار Home ، روی  Build All کلیک کنید . |
شما اکنون آنتن پچ را نزدیک به هد ایجاد کرده اید. با هوای اطراف و مناطق PML ادامه دهید.
کره 1 (sph1)
1 | روی Geometry 1 کلیک راست کرده و Sphere را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Sphere ، بخش Size را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن Radius ، 0.35 را تایپ کنید . |
4 | برای گسترش بخش لایه ها کلیک کنید . در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
نام لایه | ضخامت (متر) |
لایه 1 | 0.1 |
5 |  روی Build All Objects کلیک کنید . |
6 |  روی دکمه Zoom Extents در نوار ابزار Graphics کلیک کنید . |
7 |  روی دکمه Transparency در نوار ابزار Graphics کلیک کنید . |
فرم اتحادیه (فین)
1 | در پنجره Model Builder ، روی Form Union (fin) کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات Form Union/Assembly ، بخش Form Union/Assembly را پیدا کنید . |
3 | از لیست تحمل تعمیر ، Relative را انتخاب کنید . |
4 | در قسمت متن تحمل تعمیر نسبی ، 1E-5 را تایپ کنید . |
این هندسه مدل را کامل می کند.
تعاریف
برای مشاهده بهتر، می توانید از ماوس برای چرخاندن طرح استفاده کنید. علاوه بر این، با اختصاص تنظیمات به دست آمده به گره View، می توانید به راحتی بعداً به همان نمای بازگردید.
مشاهده 4
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1) روی Definitions کلیک راست کرده و View را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای مشاهده ، برای گسترش بخش شفافیت کلیک کنید . |
3 | کادر شفافیت را انتخاب کنید . |
هندسه را بچرخانید تا نمای خوبی داشته باشید.
4 | در پنجره Model Builder ، روی View 4 کلیک کنید . |
5 | قسمت View را پیدا کنید . تیک گزینه Lock camera را انتخاب کنید . |
این عملکرد تنظیمات دوربینی را که برای این گره View اعمال کرده اید قفل می کند. برخی از مرزها را سرکوب کنید تا انتخاب دامنه ساده شود.
پنهان کردن برای فیزیک 1
1 | روی View 4 کلیک راست کرده و Hide for Physics را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Hide for Physics ، روی  Show Entities in Selection کلیک کنید . |
3 | فقط دامنه های 5، 7 و 8 را انتخاب کنید. |
برای بازگشت به این نما پس از چرخش، ترجمه یا بزرگنمایی هندسه در پنجره Graphics ، روی دکمه Go to View 4 در نوار ابزار Graphics کلیک کنید .
4 |  روی دکمه Transparency در نوار ابزار Graphics کلیک کنید . |
انتخاب ها را برای ساده کردن مشخصات مدل ایجاد کنید.
PML
1 | در نوار ابزار تعاریف ، روی  Explicit کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Explicit ، PML را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | روی دکمه Go to View 1 در نوار ابزار Graphics کلیک کنید . |
4 | فقط دامنه های 1-4 و 7-10 را انتخاب کنید. |
سر
1 | در نوار ابزار تعاریف ، روی  Explicit کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Explicit ، Head را در قسمت متن برچسب تایپ کنید . |
3 | روی دکمه Go to View 4 در نوار ابزار Graphics کلیک کنید . |
4 | فقط دامنه 6 را انتخاب کنید. |
PCB
1 | در نوار ابزار تعاریف ، روی  Explicit کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Explicit ، PCB را در قسمت نوشتار برچسب تایپ کنید . |
3 | فقط دامنه 11 را انتخاب کنید. |
درون یابی 1 (int1)
1 | در نوار ابزار تعاریف ، روی  Interpolation کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای درون یابی ، قسمت Definition را پیدا کنید . |
3 | از فهرست منبع داده ، فایل را انتخاب کنید . |
4 |  روی Browse کلیک کنید . |
5 | به پوشه Application Libraries مدل بروید و روی فایل sar_in_human_head_interp.txt دوبار کلیک کنید . |
6 |  روی Import کلیک کنید . |
7 | زیربخش توابع را پیدا کنید . در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
نام تابع | موقعیت در پرونده |
مغز | 1 |
متغیرهای 1
1 | در نوار ابزار تعاریف ، روی متغیرهای  محلی کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای متغیرها ، قسمت انتخاب موجودیت هندسی را پیدا کنید . |
3 | از لیست سطح نهاد هندسی ، دامنه را انتخاب کنید . |
4 | از لیست Selection ، Head را انتخاب کنید . |
5 | قسمت Variables را پیدا کنید . در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
نام | اصطلاح | واحد | شرح |
epsilonr_brain | epsilonr0_brain*(1+fbrain(x[1/m],y[1/m],z[1/m])*eamping)+eoffset | گذر نسبی مغز | |
سیگما_مغز | sigma0_brain*(1+fbrain(x[1/m],y[1/m],z[1/m])*sdamping)+soffset | S/m | رسانایی مغز |
omega_head | odamping*fbrain(x[1/m], y[1/m], z[1/m])+ offset | 1/s | میزان پرفیوژن خون |
انتقال حرارت زیستی (HT)
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1) روی Bioheat Transfer (ht) کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای انتقال گرما ، بخش انتخاب دامنه را پیدا کنید . |
3 | از لیست Selection ، Head را انتخاب کنید . |
مواد
مواد 1 (mat1)
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1) روی Materials راست کلیک کرده و Blank Material را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای مواد ، قسمت انتخاب موجودیت هندسی را پیدا کنید . |
3 | از لیست انتخاب ، PCB را انتخاب کنید . |
4 | قسمت محتوای مواد را پیدا کنید . در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
ویژگی | متغیر | ارزش | واحد | گروه اموال |
مجوز نسبی | epsilonr_iso ; epsilonrii = epsilonr_iso، epsilonrij = 0 | epsilonr_pcb | 1 | پایه ای |
نفوذپذیری نسبی | mur_eye ; murii = mur_iso، murij = 0 | 1 | 1 | پایه ای |
رسانایی الکتریکی | sigma_iso ; sigmaii = sigma_iso، sigmaij = 0 | 0 | S/m | پایه ای |
مواد 2 (mat2)
1 | روی Materials کلیک راست کرده و Blank Material را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای مواد ، قسمت انتخاب موجودیت هندسی را پیدا کنید . |
3 | از لیست Selection ، Head را انتخاب کنید . |
4 | قسمت محتوای مواد را پیدا کنید . در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
ویژگی | متغیر | ارزش | واحد | گروه اموال |
رسانایی گرمایی | k_iso ; kii = k_iso، kij = 0 | 0.5 | W/(m·K) | پایه ای |
تراکم | rho | 1050 | کیلوگرم بر متر مکعب | پایه ای |
ظرفیت گرمایی در فشار ثابت | Cp | 3700 | J/(kg·K) | پایه ای |
مجوز نسبی | epsilonr_iso ; epsilonrii = epsilonr_iso، epsilonrij = 0 | epsilonr_brain | 1 | پایه ای |
نفوذپذیری نسبی | mur_eye ; murii = mur_iso، murij = 0 | 1 | 1 | پایه ای |
رسانایی الکتریکی | sigma_iso ; sigmaii = sigma_iso، sigmaij = 0 | سیگما_مغز | S/m | پایه ای |
مواد را اضافه کنید
1 | در نوار ابزار Home ، روی  Add Material کلیک کنید تا پنجره Add Material باز شود . |
2 | به پنجره Add Material بروید . |
3 | در درخت، Built-in>Air را انتخاب کنید . |
4 | روی Add to Component در نوار ابزار پنجره کلیک کنید . |
5 | در نوار ابزار Home ، روی  Add Material کلیک کنید تا پنجره Add Material بسته شود . |
مواد
هوا (مت3)
فقط دامنه های 1-5 و 7-10 را انتخاب کنید.
انتقال حرارت زیستی (HT)
Bioheat 1
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1)> Bioheat Transfer (ht)> Biological Tissue 1 روی Bioheat 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Bioheat ، بخش Bioheat را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن ρ b ، rho_blood را تایپ کنید . |
4 | در قسمت متنی C p,b ، c_blood را تایپ کنید . |
5 | در قسمت متن ω b ، omega_head را تایپ کنید . |
6 | در قسمت متن T b عدد 0 را تایپ کنید . |
مقادیر اولیه 1
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1)>Bioheat Transfer (ht) روی مقادیر اولیه 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای مقادیر اولیه ، قسمت مقادیر اولیه را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن dT عدد 0 را تایپ کنید . |
تعاریف
کاملاً منطبق بر لایه 1 (pml1)
1 | در نوار ابزار تعاریف ، روی لایه  کاملاً منطبق کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای لایه کاملاً منطبق ، قسمت انتخاب دامنه را پیدا کنید . |
3 | از لیست انتخاب ، PML را انتخاب کنید . |
4 | قسمت Geometry را پیدا کنید . از لیست Type ، Spherical را انتخاب کنید . |
امواج الکترومغناطیسی، دامنه فرکانس (EMW)
در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1) روی امواج الکترومغناطیسی ، دامنه فرکانس (emw) کلیک کنید .
هادی الکتریکی کامل 2
1 | در نوار ابزار Physics ، روی  Boundaries کلیک کنید و Perfect Electric Conductor را انتخاب کنید . |
2 | فقط مرزهای 54 و 58 را انتخاب کنید. |
شرایط مرزی پراکندگی 1
1 | در نوار ابزار Physics ، روی  Boundaries کلیک کنید و Scattering Boundary Condition را انتخاب کنید . |
2 | فقط مرزهای 5-8، 33، 34، 39 و 44 را انتخاب کنید. |
3 | در پنجره تنظیمات برای شرایط مرزی Scattering ، بخش انتخاب مرز را پیدا کنید . |
4 |  روی ایجاد انتخاب کلیک کنید . |
5 | در کادر محاوره ای Create Selection ، PML_boundary را در قسمت متن Selection name تایپ کنید . |
6 | روی OK کلیک کنید . |
7 | در پنجره تنظیمات برای شرایط مرزی پراکندگی ، بخش شرایط مرزی پراکندگی را پیدا کنید . |
8 | از لیست نوع موج پراکنده ، موج کروی را انتخاب کنید . |
پورت انجماد 1
1 | در نوار ابزار Physics ، روی  Boundaries کلیک کنید و Lumped Port را انتخاب کنید . |
2 | فقط Boundary 55 را انتخاب کنید. |
برای پورت اول، تحریک موج به طور پیش فرض روشن است .
3 | در پنجره Settings for Lumped Port ، بخش Settings را پیدا کنید . |
4 | در قسمت متن V 0 ، 45.5 را تایپ کنید . |
5 | در قسمت متن Z ref ، 75[ohm] را تایپ کنید . |
نرخ جذب خاص 1
1 | در نوار ابزار Physics ، روی  Domains کلیک کنید و Specific Absorption Rate را انتخاب کنید . |
2 | فقط دامنه 6 را انتخاب کنید. |
مش 1
از شبکه چهار وجهی برای سر، لکه و هوای اطراف استفاده کنید. برای مناطق PML، از مش بندی جارو شده استفاده کنید. این امر کنترل بیشتری بر وضوح مش در جهت جذب می دهد، که برای همگرایی با حل کننده های تکراری بسیار مهم است.
مثلثی رایگان 1
1 | در نوار ابزار Mesh ، روی  Boundary کلیک کنید و Free Triangular را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Free Triangular ، بخش Boundary Selection را پیدا کنید . |
3 | از لیست Selection ، PML_boundary را انتخاب کنید . |
جارو 1
1 | در نوار ابزار Mesh ، روی  Swept کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Swept ، بخش انتخاب دامنه را پیدا کنید . |
3 | از لیست سطح نهاد هندسی ، دامنه را انتخاب کنید . |
4 | از لیست انتخاب ، PML را انتخاب کنید . |
5 | برای گسترش بخش Source Faces کلیک کنید . از لیست Selection ، PML_boundary را انتخاب کنید . |
توزیع 1
1 | روی Swept 1 کلیک راست کرده و Distribution را انتخاب کنید . |
2 | روی Distribution 1 کلیک راست کرده و Build Selected را انتخاب کنید . |
چهار وجهی رایگان 1
در نوار ابزار Mesh ، روی Free Tetrahedral کلیک کنید .
Free Tetrahedral کلیک کنید .سایز 1
1 | روی Free Tetrahedral 1 کلیک راست کرده و Size را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای اندازه ، قسمت انتخاب موجودیت هندسی را پیدا کنید . |
3 | از لیست سطح موجودیت هندسی ، Edge را انتخاب کنید . |
4 | فقط لبه های 81–84، 86، 87 و 89–91 را انتخاب کنید. |
5 | بخش اندازه عنصر را پیدا کنید . روی دکمه Custom کلیک کنید . |
6 | قسمت پارامترهای اندازه عنصر را پیدا کنید . |
7 | کادر انتخاب حداکثر اندازه عنصر را انتخاب کنید . در قسمت متن مرتبط، 0.0015 را تایپ کنید . |
8 |  روی ساخت همه کلیک کنید . |
سایز ۲
1 | در پنجره Model Builder ، روی Free Tetrahedral 1 کلیک راست کرده و Size را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای اندازه ، قسمت انتخاب موجودیت هندسی را پیدا کنید . |
3 | از لیست سطح نهاد هندسی ، دامنه را انتخاب کنید . |
4 | فقط دامنه 6 را انتخاب کنید. |
5 | بخش اندازه عنصر را پیدا کنید . از لیست از پیش تعریف شده ، Extra fine را انتخاب کنید . |
6 |  روی ساخت همه کلیک کنید . |
چند فیزیک
گرمایش الکترومغناطیسی 1 (emh1)
1 | در نوار ابزار Physics ، روی  Multiphysics Couplings کلیک کنید و Domain>Electromagnetic Heating را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای گرمایش الکترومغناطیسی ، قسمت انتخاب دامنه را پیدا کنید . |
3 | از لیست Selection ، Head را انتخاب کنید . |
این گرمای ایجاد شده توسط امواج الکترومغناطیسی را به شبیه سازی انتقال حرارت می رساند.
اضافه کردن مطالعه
اکنون، یک دنباله مطالعه گرمایش الکترومغناطیسی فرکانس ثابت و یک طرفه اضافه کنید که یک مطالعه دامنه فرکانس برای قسمت الکترومغناطیسی و یک مطالعه ثابت برای قسمت انتقال حرارت اضافه می کند.
1 | در نوار ابزار Home ، روی  Add Study کلیک کنید تا پنجره Add Study باز شود . |
2 | به پنجره Add Study بروید . |
3 | زیربخش مطالعات را پیدا کنید . در درخت مطالعه انتخاب ، مطالعات از پیش تعیین شده برای انتخاب چند فیزیک> فرکانس-ایستا، گرمایش الکترومغناطیسی یک طرفه را انتخاب کنید . |
4 | روی Add Study در نوار ابزار پنجره کلیک کنید . |
5 | در نوار ابزار Home ، روی  Add Study کلیک کنید تا پنجره Add Study بسته شود . |
مطالعه 1
مرحله 1: دامنه فرکانس
1 | در پنجره تنظیمات دامنه فرکانس ، بخش تنظیمات مطالعه را پیدا کنید . |
2 | در قسمت متن فرکانس ها ، f0 را تایپ کنید . |
3 | در پنجره Model Builder ، روی Study 1 کلیک کنید . |
4 | در پنجره تنظیمات برای مطالعه ، قسمت تنظیمات مطالعه را پیدا کنید . |
5 | گزینه فروشگاه راه حل برای همه مراحل مطالعه متوسط را انتخاب کنید . |
راه حل 1 (sol1)
1 | در نوار ابزار مطالعه ، روی  Show Default Solver کلیک کنید . |
2 | در پنجره Model Builder ، گره Solution 1 (sol1) را گسترش دهید . |
معادله انتقال حرارت را فقط در حوزه سر حل کنید. برای این مشکل نسبتا کوچک، از یک حل کننده مستقیم برای همگرایی سریعتر استفاده کنید.
3 | در پنجره Model Builder ، گره Study 1>Solver Configurations>Solution 1 (sol1)>Stationary Solver 2 را گسترش دهید . |
4 | روی Study 1>Solver Configurations>Solution 1 (sol1)>Stationary Solver 2>Direct کلیک راست کرده و Enable را انتخاب کنید . |
5 | در نوار ابزار مطالعه ،  روی محاسبه کلیک کنید . |
نتایج
دما (ht)
اولین گروه نمودار پیش فرض، فیلد دما را به صورت نمودار سطحی نشان می دهد. دستورالعمل های زیر را برای بازتولید شکل 3 دنبال کنید .
1 | در پنجره Settings for 3D Plot Group ، قسمت Plot Settings را پیدا کنید . |
2 | کادر بررسی لبه های مجموعه داده Plot را پاک کنید . |
3 |  روی دکمه Show More Options در نوار ابزار Model Builder کلیک کنید . |
4 | در کادر محاوره‌ای Show More Options ، در درخت، کادر را برای گره Results>Views انتخاب کنید . |
5 | روی OK کلیک کنید . |
مشاهده سه بعدی 5
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Results روی Views کلیک راست کرده و View 3D را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای View 3D ، بخش View را پیدا کنید . |
3 | تیک Show grid را پاک کنید . |
4 | برای گسترش بخش Light کلیک کنید . تیک Scene light را پاک کنید . |
5 |  روی دکمه Go to YZ View در نوار ابزار Graphics کلیک کنید . |
6 | روی دکمه Zoom Box در نوار ابزار Graphics کلیک کنید و سپس از ماوس برای بزرگنمایی استفاده کنید. |
7 | قسمت View را پیدا کنید . تیک گزینه Lock camera را انتخاب کنید . |
دما (ht)
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Results روی دما (ht) کلیک کنید . |
2 | در پنجره Settings for 3D Plot Group ، قسمت Plot Settings را پیدا کنید . |
3 | از لیست View ، View 3D 5 را انتخاب کنید . |
4 | در نوار ابزار دما (ht) ، روی  Plot کلیک کنید . |
خطوط همدما (ht)
این نمودار هم سطحی دما است.
نرخ جذب ویژه (sar1)
SAR، برش
از آخرین گروه نمودار پیش فرض، که یک نمودار برشی از هنجار میدان الکتریکی است، به عنوان نقطه شروع برای بازتولید نمودار در شکل 2 استفاده کنید .
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Results روی Electric Field (emw) کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای گروه طرح سه بعدی ، SAR را تایپ کنید و در قسمت نوشتار برچسب برش دهید . |
3 | قسمت Plot Settings را پیدا کنید . کادر بررسی لبه های مجموعه داده Plot را پاک کنید . |
چند برش
1 | در پنجره Model Builder ، SAR، Slices node را گسترش دهید. |
2 | روی Results>SAR، slices>Multislice کلیک راست کرده و Delete را انتخاب کنید . |
برش 1
1 | در پنجره Model Builder ، روی SAR کلیک راست کرده ، برش بزنید و Slice را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Slice ، بخش Expression را پیدا کنید . |
3 | در قسمت Expression text log10(emw.SAR) را تایپ کنید . |
4 | قسمت Plane Data را پیدا کنید . از لیست هواپیما ، XY-planes را انتخاب کنید . |
5 | در قسمت متن Planes ، 20 را تایپ کنید . |
6 | در نوار ابزار SAR، Slices ، روی  Plot کلیک کنید . |
مشاهده سه بعدی 6
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Results روی Views کلیک راست کرده و View 3D را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای مشاهده سه بعدی ، بخش Light را پیدا کنید . |
3 | تیک Scene light را پاک کنید . |
4 | قسمت View را پیدا کنید . تیک Show grid را پاک کنید . |
5 |  روی دکمه Go to Default View در نوار ابزار Graphics کلیک کنید . |
6 | برای دیدن برش ها، هندسه را بچرخانید. |
7 | تیک گزینه Lock camera را انتخاب کنید . |
SAR، برش
1 | در پنجره Model Builder ، در بخش Results روی SAR کلیک کنید ، برش دهید . |
2 | در پنجره Settings for 3D Plot Group ، قسمت Plot Settings را پیدا کنید . |
3 | از لیست View ، View 3D 6 را انتخاب کنید . |
4 | در نوار ابزار SAR، Slices ، روی  Plot کلیک کنید . |
نمودار SAR محاسبه شده را با شکل 2 مقایسه کنید .
گذردهی نسبی، میانگین (emw)
1 | در نوار ابزار صفحه اصلی ، روی  Add Plot Group کلیک کنید و 3D Plot Group را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای گروه طرح سه بعدی ، اجازه نسبی، میانگین (emw) را در قسمت نوشتار برچسب تایپ کنید . |
جلد 1
1 | روی Relative Permittivity، Average (emw) کلیک راست کرده و Volume را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای حجم ، بخش Expression را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن Expression ، emw.epsrAv را تایپ کنید . |
4 | قسمت Coloring and Style را پیدا کنید .  روی تغییر جدول رنگ کلیک کنید . |
5 | در کادر محاوره ای Color Table ، Aurora>AuroraBorealis را در درخت انتخاب کنید. |
6 | روی OK کلیک کنید . |
انتخاب 1
1 | روی جلد 1 کلیک راست کرده و Selection را انتخاب کنید . |
2 | فقط دامنه 6 را انتخاب کنید. |
فیلتر 1
1 | در پنجره Model Builder ، روی Volume 1 کلیک راست کرده و Filter را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای فیلتر ، قسمت انتخاب عنصر را پیدا کنید . |
3 | در قسمت عبارت Logical for inclusion ، z<0.05 را تایپ کنید . |
4 | در نوار ابزار Relative Permittivity، Average (emw) ، روی  Plot کلیک کنید . |
5 |  روی دکمه Zoom In در نوار ابزار Graphics کلیک کنید . |
میانگین گذردهی نسبی در شکل 1 نشان داده شده است .
