磁気共鳴型無線電力伝送に対する高速人体数値ドシメトリ解析(<特集>エレクトロニクス分野におけるシミュレーション技術の進展論文)
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概要
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近年,無線電力伝送の実用化に向けた動向に注目が集まる一方で,無線電力伝送に伴う電磁界の人体に与える影響について関心が寄せられている.しかしながら,無線電力伝送に対するドシメトリを行った例は少なく,有効な計算手法が確立されているとは言いがたい.本論文では,10MHz帯無線電力伝送システムを対象に,高速な人体ドシメトリ手法の提案と有効性の検討を行った.まず,full-wave電磁界解析手法と準静的解析手法を用いて円柱モデル内の誘導量の比較を行うことで,準静近似の有効性について検討した.また,生体に対する電磁界解析に多重格子法を適用することにより,高速化を実現し,様々な暴露条件において人体モデル内SAR (Specific Absorption Rate : 比吸収率)のばらつきについて検討した.まず,準静近似に基づく2段階解析手法とfull-wave解析の結果を比較した結果,人体を模擬した円柱モデルの有無による磁界強度の差異は4.8%,局所ピークSARの差異は最大で7.8%であり,10MHz帯における準静近似の有効性を確認した.また,準静近似に基づく2段階解析手法における連立一次方程式の反復解法として多重格子法を導入することにより,反復解法として逐次加速緩和法を用いた場合に比べて300倍程度の高速化が可能であることが分かった.提案手法を用いて解剖学的数値人体モデルに対する数値ドシメトリを行った結果,磁気結合コイルが人体胸部正面にある場合に局所ピークSARは最大となることが分かった.更に,複数の人体モデルに対して局所ピークSARを解析した結果,奇モードに対して最大で102%,偶モードに対しては最大で77%のばらつきが生じ,その要因は人体モデルの断面積の差異によるものと推察された.
- 2013-06-01
著者
-
平田 晃正
名古屋工業大学
-
平田 晃正
独立行政法人情報通信研究機構
-
平田 晃正
名古屋工業大学 大学院 情報工学専攻
-
平田 晃正
名古屋工業大学工学部
-
土田 昌吾
名古屋工業大学
-
ラークソ イルッカ
名古屋工業大学
-
土田 昌吾
名古屋工業大学工学部
-
ラークソ イルッカ
名古屋工業大学工学部
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