Numerické metody výpočtu elektromagnetického pole

Abstract

Cílem práce je seznámit se s teorií elektromagnetického pole, s metodou konečných prvků a s interakcí elektromagnetického pole s tkáněmi. Získané poznatky se následně využijí na výpočet šíření elektromagnetického pole v mikrovlnné oblasti a na vytvoření teplotního profilu šíření elektromagnetického pole v lidské tkáni. Metoda konečných prvků byla implementována do programového prostředí Matlab, kde byl vytvořený 1D model v kmitočtové a časové oblasti a jednoduchý 2D model v časové oblasti. Z vytvořených programů byla analyzována šířící se elektromagnetická vlna. Následující část práce byla realizována v programovém prostředí Comsol Multiphysics. V tomhle případě představoval zkoumaný geometrický objekt lidské stehno, které bylo vystavené působení elektromagnetického pole. Z analýzy byly určeny teplotní změny v daných biologických tkáních po dobu šesti minut.

The aim of the work is to study the electromagnetic field theory, finite element method and the interaction of electromagnetic field with tissues. Gained knowledge is then used to calculate spreading of the electromagnetic field in the microwave field and to create a temperature profile of spreading the electromagnetic fields in human tissue. The finite element method was implemented in the Matlab programming environment, where the 1D model was created in the frequency and time domain and a simple 2D model created in time domain. The program was developed to analyze spreading electromagnetic wave. Another part of work was done in the programming environment of COMSOL Multiphysics. In this case was the human leg exposed to electromagnetic fields. The analysis determined the changes of temperature in these biological tissues for six minutes.