[发明专利]一种特高压工频电磁场对人体生物效应的计算方法及系统

权利要求书

1.一种特高压工频电磁场对人体生物效应的计算方法，应用于特高压工频电磁场设计系统，该系统包括输电线路模型建立模块、高压输电线参数采集模块、人体模块、数据处理模块；其特征在于：包括以下步骤：

建立输电线路模型；

建立人体模块；

建立热能运算器；

计算人体与电磁场之间不同距离的人体热效应SAR值；

将不同距离与相应的电磁场对人体的SAR值存储在存储单元；

所述热能运算器采用二维ADI-FDTD算法，并结合FEM和FDTD来建立；

根据人体模块提供的人体各个组织的物理常数，使用二维ADI-FDTD算法，结合所述热能运算器，计算出人体距离特高压输电线不同距离时电磁场对人体的SAR值；

二维ADI-FDTD差分格式考虑空间是一个无源区域，其媒质参数不随时间变化且各向同性，二维麦克斯韦旋度方程在直角坐标系写成分量式为：

在ADI-FDTD算法中，仍旧采用Yee的矩形差分网格，ADI-FDTD法与普通的FDTD法的主要的区别在于对麦克斯韦旋度方程右边的时间离散化处理不同，它包含连个交替过程，把ADI技术应用到FDTD得迭代公式中，把第N步到N+1步的计算分成两次来进行。

2.如权利要求1所述的特高压工频电磁场对人体生物效应的计算方法，其特征在于：所述输电线路模型是根据特高压输电线分布及导线等效半径数据，在SEMCAD中设定参数来建立的特高压输电线路模型。

3.如权利要求1所述的特高压工频电磁场对人体生物效应的计算方法，其特征在于：所述输电线路模型中预设模型参数，所述模型参数包括电源的频率50Hz，求解器选择LowFrequency Solver类型是Magneto Quasi Static,导线的属性为PEC/Metal剖分网格。

4.如权利要求1所述的特高压工频电磁场对人体生物效应的计算方法，其特征在于：所述人体模块中包括人体介电常数、人体电导率、人体密度、人体比热容和人体热导率。

5.一种特高压工频电磁场对人体生物效应的计算系统，应用于特高压工频电磁场设计系统，其特征在于：所述计算系统包括输电线路模型建立模块、高压输电线参数采集模块、人体模块和数据处理模块；

所述输电线路模型建立模块，用于建立输电线路模型；

所述高压输电线参数采集模块，用于采集高压输电线参数；

所述人体模块，用于设置人体模型的计算参数；

热能运算器，用于建立热能计算模型；

所述数据处理模块，用于计算人体与电磁场之间不同距离的人体热效应SAR值；并将不同距离与相应的电磁场对人体的SAR值存储在存储单元；

所述热能运算器采用二维ADI-FDTD算法，并结合FEM和FDTD来建立；

所述数据处理模块，还用于根据人体模块提供的人体各个组织的物理常数，使用二维ADI-FDTD算法，结合所述热能运算器，计算出人体距离特高压输电线不同距离时电磁场对人体的SAR值；

二维ADI-FDTD差分格式考虑空间是一个无源区域，其媒质参数不随时间变化且各向同性，二维麦克斯韦旋度方程在直角坐标系写成分量式为：

在ADI-FDTD算法中，仍旧采用Yee的矩形差分网格，ADI-FDTD法与普通的FDTD法的主要的区别在于对麦克斯韦旋度方程右边的时间离散化处理不同，它包含连个交替过程，把ADI技术应用到FDTD得迭代公式中，把第N步到N+1步的计算分成两次来进行。

6.如权利要求5所述的特高压工频电磁场对人体生物效应的计算系统，其特征在于：所述输电线路模型是根据特高压输电线分布及导线等效半径数据，在SEMCAD中设定参数来建立的特高压输电线路模型。

7.如权利要求5所述的特高压工频电磁场对人体生物效应的计算系统，其特征在于：所述输电线路模型中预设模型参数，所述模型参数包括电源的频率50Hz，求解器选择LowFrequency Solver类型是Magneto Quasi Static,导线的属性为PEC/Metal剖分网格。

8.如权利要求5所述的特高压工频电磁场对人体生物效应的计算系统，其特征在于：所述人体模块中包括人体介电常数、人体电导率、人体密度、人体比热容和人体热导率。