FDTD法での表皮効果

質問

ただいまFDTD法を勉強中なのですが、FDTD法には表皮効果は考慮されているのでしょうか？FDTDはマクスウェルの方程式が基になっているので当然のように表皮効果も考慮されている気もするのですが、FDTDの参考書を読んでも全く表皮効果の文字を見かけません・・・どなたかわかる方いらしたらお願いいたします。

回答No.4

ksugahar · ベストアンサー

SARの解析の場合は、表面抵抗を用いるべきではありません。
表面抵抗を用いると、人体内部の電磁界が正しく評価去れません。
人体の表皮深さは、2cm程度でしょうか？
1mm程度でメッシュを切り、導電率を設定すれば、
表皮深さは模擬できると思いますが、いかがでしょうか。
CEMCADというFDTDの商用パッケージは、SAR解析が得意なようです。
MW-Studioでは、HUGOという人体モデルが別売で売られているようです。

お礼

ありがとうございます。大変参考になります。
シュミレーションは１２００MHzで、人体ファントムの導電率はネットで見つけたデータで約１、透磁率も１を使用しました。その結果３ｃｍほどまで浸透しているように見えるのですが、同じデータで表皮深さを計算したら１．６３nmと出たのですが・・。

回答No.5

ksugahar

>同じデータで表皮深さを計算したら１．６３nmと出たのですが・・。
って計算間違いですがな。
ちゃんと電卓たたいてね。
3cm程度ってのは妥当ですがな。

お礼

ありがとうございます。おっしゃるとおりでした。
透磁率を単位も考えず１を入れてました・・・　
３ｃｍ妥当ですね！この理論値基にまた考えてみます、お世話になりました。

回答No.3

ksugahar

FDTDでは、表皮効果を無視した完全導体近似のほうがメジャーである
と考えます。完全導体として扱えない場合でも、表面抵抗として
入れる場合もあるでしょう。表皮深さを考慮して真っ向からメッシュを
切るのは得策ではないでしょう。

お礼

回答ありがとうございます。
今回は電磁波の空気中から模擬人体への入射を２Dでシュミレートしているのですが、事前に理論値として計算で出した表皮深さよりも、浸透しているという結果になりました。ですのでFDTDでは表皮効果は無視されているのではと思ったのですが、意図的に表皮抵抗などを入れればいいのでしょうか？知識不足で申し訳ありません。

回答No.2

masudaya

そうだとすると,表皮効果の分は,1セルに
ぼやっと流れるようになるような気がします.
なので,正確に表皮効果を考慮できない
可能性があります.
その場合は,ソフトにもよりますが,
部分的にセルを細かくするような
対応が必要と思います.

お礼

お礼が遅くなり申し訳ありません。
セルを細かくする必要はありそうですね。しかし、１セルをnm単位にするとそれはそれで何が表示されているのか分かれませんでしたので今回は１セル内でのぼやっと表示でいきたいと思います。
ありがとうございました。

回答No.1

masudaya

詳しくはありませんが,
FDTD自体はMaxwell方程式を時間空間で差分化したものなので,Maxwell方程式から導かれる,表皮効果もシミュレートできると思います.
考慮されるという意味がよくわかりません.素直にシミュレートできれば,特別な考慮は不要と思いますが.

お礼

ありがとうございます！少し安心しました。
シュミレーションした結果、素直にシュミレート出来ているかが確認したかったのですが、表皮厚さが数nmという細かさなのでセルでの計算では判断しかねていました。