Elektromagnetska kompatibilnost i numeričke metode u elektronici

Teorija elektromagnetskih polja
Numeričke metode u inženjerstvu
Elektromagnetska kompatibilnost, antene i propagacija, uzemljivački sustavi
Izloženost ljudi elektromagnetskom zračenju, elektromagnetsko-toplinska dozimetrija
Biomedicinske primjene elektromagnetskih polja
Termonuklearna fuzija
Analiza neutronskog snopa u akceleratorskom sustavu
Stohastički elektromagnetizam, kvantifikacija nesigurnosti, analiza osjetljivosti

Opis laboratorija i opreme

Laboratorij za radio-propagaciju se sastoji od dvije odvojene prostorije (cca. 7 m x 5 m i
3 m x 5 m) smještene na 6. katu zgrade FESB-a. Opremljen je s dva računala, 6-GHz vektorskim mrežnim i spektralnim analizatorom Anritsu, dva 100- i 150-MHz osciloskopa, 10-MHz funkcijskim generatorom, niskonaponskim DC-izvorom, dvije Tesline zavojnice te prototipom georadara te demo FM-CW radarom za detekciju ljudi. Od pasivne opreme u laboratoriju se nalazi više tipova antena za različita frekvencijska područja (fleksibilne i printane antene for RFiD primjene u UHF području, 0.1-18 GHz lijevak antena, 0.5-3 GHz dual discone-type antena, 5-GHz disk antena, itd.).

Laboratorij za numeričke metode uključuje 6 PC računala te radnu stanicu s grafičkom karticom za napredno računanje.

Radna stanica s GPU karticom:

Procesor: Intel Core i7
Radna memorija: 16 GB DDR4 2400MHz
Primarni disk: SSD SAM 500 GB
Backup disk: 2 TB SATA 6 Gb/s
Grafička kartica: Sapphire Nitro+ RX Vega 56
Napajanje: 860W

6 prijenosnih računala HP 15-da0011nm:

Procesor: Intel Core i3
Radna memorija: 4 GB DDR4
Primarni disk: SSD 128 GB
Backup disk: 1 TB SATA 6 Gb/s
Ekran: 15.6″ Full HD LED

Kontakti s akademskim i drugim institucijama

Université Clermont Auvergne, Clermont-Ferrand, Francuska
Wessex Institute of Technology, Southampton, Ujedinjeno Kraljevstvo
Technische Universität Ilmenau, Ilmenau, Njemačka
École Polytechnique Fédéral de Lausanne (EPFL), Lausanne, Švicarska
Otto-von-Guericke Universität Magdeburg, Magdeburg, Njemačka
Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica (INRIM), Milano, Italija
University of Edinburgh, Edinburgh, Ujedinjeno Kraljevstvo
Università degli Studi Roma Tre, Rim, Italija
Sapienza – Università di Roma, Rim, Italija
Mälardalens universitet, Västerås, Švedska
Univerza v Mariboru, Slovenija
Politecnico di Torino, Italija
Institut d’Electronique et des Technologies du numeRique (IETR), University of Rennes 1, Francuska
Nagoya Institute of Technology, Japan
University of California, Santa Cruz, SAD

opis istraživanja

Metode teorijske i eksperimentalne analize u bioelektromagnetizmu, magnetohidrodinamici, fizici plazme, akceleratorskim sustavima, bežičnom prijenosu snage, elektromagnetskoj kompatibilnosti, georadaru i stohastičkom elektromagnetizmu (BIOEMPLA)

Opis istraživanja za razdoblje od 5 godina

Istraživački rad će biti usmjeren na razvoj realističnih determinističkih i stohastičkih elektromagnetsko-toplinskih modela ljudske glave, mozga, oka i uha za izloženost poljima niskih i visokih frekvencija, uz bio-medicinske aplikacije vezane za transkranijalnu magnetsku stimulaciju (TMS), transkranijalnu električnu stimulaciju (TES) te električnu stimulaciju živaca (PENS i TENS). Od posebnog interesa bit će analiza izloženosti ljudi zračenju 5G sustava. Model mozga, oka, uha i glave zasniva se na rješavanju Helmholtzove jednadžbe primjenom metode rubnih elemenata, metode konačnih elemenata i hibridnih metoda. Posebna pozornost obratit će se na modeliranje antena za 5G sustave te proračun gustoće apsorbirane snage u kanonskim i realističkim modelima tkiva. Model živca temelji se na teoriji žičanih antena i odgovarajućoj Pocklingtonovoj integralnoj jednadžbi koja se rješava primjenom Galerkin-Bubnovljeve sheme indirektne metode rubnih elemenata (GB-IMRE). Vrednovanje rezultata provest će se usporedbom s drugim relevantnim metodama teorijske dozimetrije. Stohastičko modeliranje temeljit će se na primjeni metoda stohastičke kolokacije i stohastičkim konačnim elementima. Od interesa je i stohastičko-deterministička analiza upadnog polja uslijed zračenja 5G sustava.

Istraživat će se radio-kanali za bežični prijenos snage između helikoidnih antena rezonantnom spregom na srednje udaljenosti, uz primjenu stohastičkih metoda u elektromagnetizmu.

Nadalje, razvit će se matematički model za određivanje frekvencijskog i vremenskog odziva antenskih sustava koji se koriste kod georadara, rješavanjem sustava prostorno-frekvencijskih jednadžbi Pocklingtonovog tipa i prostorno-vremenski ovisnih integralnih jednadžbi Hallenovog tipa. Također, razvit će se formulacija za proračun transmitiranog polja u mediju s gubicima. Razvijat će se metode analize georadarskih sustava koje uključuju višesloj u frekvencijskom i vremenskom području.

Konačno, razvit će se sofisticirane numeričke metode (varijante metode konačnih elemenata i metode rubnih elemenata) za rješavanje diferencijalnih jednadžbi magnetohidrodinamike (Grad-Shafranovljeva jednadžba i difuzijska jednadžba za struju uz druge tipove transportnih jednadžbi) koje se koriste u fuzijskim istraživanjima kod analize tokamaka.

Posebna pozornost će se posvetiti razvoju determinističko-stohastičkih modela za analizu GPR-a i biomedicinskih primjena elektromagnetskih polja, ali za analizu toka neutrona u akceleratorskim sustavima. Provest će se propagacija nesigurnosti u statičkim i dinamičkim simulacijama neutronskih snopova unutar testne ćelije za supervodljivi linearni akcelerator DONES. Također, provest će se i studija elektromagnetskih smetnji i elektromagnetske kompatibilnosti električne i elektroničke opreme u IFMIF-DONES.