Progetto elettromagnete

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di kingsenzauno

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Power point per il progetto dell'elettromagnete assegnato dal professore, convertito in pdf. Sono spiegati tutti i passaggi chiave per la realizzazione del progetto. Non sono inseriti i codici …

Esame CAD compatibilità elettromagnetica

Facoltà Ingegneria

Dal corso del Prof. Di Barba Paolo

Università Università degli Studi di Pavia

A.A. 2020-2021

132 pagine

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Estratto del documento

ELETTROMAGNETE

PER APPLICAZIONE

BIOMEDICA

CAD, COMPATIBILITA’ ELETTROMAGNETICA

PAOLO DI BARBA

A.S.: 2020/2021

XXX

INTRODUZIONE

IL DISPOSITIVO ALLA BASE DELLA SIMULAZIONE E’ IMPIEGATO IN CAMPO MEDICO PER IL

TRATTAMENTO DEI TUMORI, COME APPLICAZIONE DI TERAPIE A BASE DI FLUSSO

MAGNETICO.

ESSO DEVE GENERARE UN CAMPO MAGNETICO UNIFORME NELLA REGIONE DI INTERESSE

(ROI) NELLA QUALE VIENE POSTO IL PAZIENTE.

IL CAMPO GENERATO DAL DISPOSITIVO (AD UNA FREQUENZA DI 450 KHZ) IN OGGETTO

DOVREBBE PROVOCARE IL RISCALDAMENTO DEI TESSUTI MUTATI.

COMPONENTI DELL’ELETTROMAGNETE

CORRENTE

MATERIALE DIMENSIONI (AC)-A

NUCLEO LAMIERINI M-13 (PER 50*50 cm

TRASFORMATORI)

ROI DIELETTRICO (ARIA)

AVVOLGIMENTI RAME 25 SPIRE 100

TREAFERRO DIELETTRICO (ARIA) 30 cm

SCHEMA DEL PROFILO

DELL’ELETTROMAGNETE

Xa= 10 cm Ya=10 cm

XB=20 cm YB=25 cm

Xc =25 cm Yc=30 cm

Xd=30 cm Yd=50 cm

Xe =50 cm

0<X1<=X2<X3 Ya<Y1<=Y2<Yb • DETERMINARE LA FORMA OTTIMA DEL POLO PER

AVERE UN CAMPO DI INDUZIONE MAGNETICA B

UNIFORME NELLA ROI (Bx=0, By=15 mT).

• AUMENTARE LA DENSITA’ DI FLUSSO NELLA ROI

RIDUCENDO IL TRAFERRO E/O ABBASSANDO IL

PROFILO DEL POLO.

VARIABILI

PER RAGGIUNGERE QUESTI OBIETTIVI SI E’ DECISO

DI SCEGLIERE COME VARIABILI DI PROGETTO I

SEGUENTI PARAMETRI: X1, X2, X3, Y1, Y2.

QUESTE VARIABILI SONO STATE FATTE VARIARE

ALL’INTERNO DI UN MODELLO AGLI ELEMENTI FINITI

(SOFTWARE MAGNET).

AGENDO SULLE VARIABILI DI

PROGETTO, SONO STATI

CONTROLLATI:

• TRAFERRO MEDIO

• CONCAVITA’

• INCLINAZIONE DELLE PARETI

PER L’OTTIMIZZAZIONE SI E’ SCELTO

DI UTILIZZARE IL SOFWARE MATLAB

SVILUPPANDO ALGORITMI DI

NELDER MED E IL GENETICO CHE

USERA’ MAGNET COME UNA

ROUTINE.

LA PROCEDURA DI

OTTIMIZZAZIONE CONSISTE NELLA

DISCREPANZA TRA IL CAMPO

ATTESO E QUELLO VOLUTO

ALL’INTERNO DELLA ROI.

PROFILO

INIZIALE

SI PARTE DA UN MODELLO MAGNET

PARAMETRIZZATO

• X1 = 6 cm

• X2 = 8 cm

• X3 = 10 cm

• Y1 = 12 cm

• Y2 = 12 cm

PROFILO INIZIALE

FLUSSO DI CAMPO E MESH

SI PROCEDE ALL’OTTIMIZZAZIONE CONSIDERANDO 3 CASI STUDIO DI FUNZIONE

OBIETTIVO TRAMITE L’ALGORITMO DI NELDER-MED PER OTTENERE VALORI DI

CAMPO NELLA ROI

Bx=0 mT

By=25 mT

VALORE OTTIMO DELLE VARIABILI DI PROGETTO

OTTIMIZZAZIONE DELL’ AREA-COSTO DEL MATERIALE

CONSIDERARE LO SCARTO QUADRATICO MEDIO

CASI STUDIO

ALGORITMO NELDER-MED

STRUTTURA DEL

POWER POINT I casi studi che saranno

presentati nelle

prossime diapositive

• PRESENTAZIONE DEL CASO STUDIO saranno strutturati

secondo questo

• TENTATIVI DEL CASO STUDIO schema. Alla fine dei

• GRAFICI DELLE F casi studio saranno

mostrati i confronti tra

• GRAFICI DELLE X,Y ogni caso studio per

• TABELLE By, Bx MaxIter=500 e

MaxfunEvals=400

• PROFILO MAGNET CASO STUDIO 1

1 CASO

STUDIO

FUNZIONE OBIETTIVO

TENTATIVO N.1

MAXITER=100

MAXFUNEVALS=50

FUNCTION VALUE: 0,007853 GRAFICI

TABELLE

PROFILO MAGNET

(TENTATIVO N.1)

• F6=0,0050

GRAFICI PER • F7=0,0028

F5, F6, F7 X1=5,602

GRAFICI PER

X1, X2, X3 X2=6,368

X3=12,74

Y1=12,12

GRAFICI PER Y1, Y2 Y2=13,48

VALORI DELLA

COMPOENTE By NEI

PUNTI DI ESTREMITA’

DELLA ROI VALORI DELLA

COMPOENTE Bx NEI

PUNTI DI ESTREMITA’

DELLA ROI

PROFILO DELL’ELETTROMAGNETE

DOPO L’OTTIMIZZAZIONE

TENTATIVO N.2

MAXITER=200

MAXFUNEVALS=150

FUNCTION VALUE: 0,006344 GRAFICI

TABELLE

PROFILO MAGNET

(TENTATIVO N.2)

• F6=0,003652

GRAFICI PER • F7=0,002767

F5, F6, F7 • X1=5,689

GRAFICI PER • X2=6,014

X1, X2, X3 • X3=12,953

• Y1=12,477

GRAFICI PER Y1, Y2 • Y2=13,650

VALORI DELLA

COMPONENTE By NEI

PUNTI DI ESTREMITA’

DELLA ROI VALORI DELLA

COMPONENTE Bx NEI

PUNTI DI ESTREMITA’

DELLA ROI

PROFILO DELL’ELETTROMAGNETE

DOPO L’OTTIMIZZAZIONE

TENTATIVO N.3

MAXITER=500

MAXFUNEVALS=400

FUNCTION VALUE: 0,00606 GRAFICI

TABELLE

PROFILO MAGNET

(TENTATIVO N.3)

• F6=0,00313

GRAFICI PER • F7=0,00293

F6, F7 • X1=5,6608

GRAFICI PER • X2=6,220

X1, X2, X3 • X3=12,999

• Y1=12,558

GRAFICI PER Y1, Y2 • Y2=13,627

VALORI DELLA

COMPONENTE By NEI

PUNTI DI ESTREMITA’

DELLA ROI VALORI DELLA

COMPONENTE Bx NEI

PUNTI DI ESTREMITA’

DELLA ROI

PROFILO DELL’ELETTROMAGNETE

DOPO L’OTTIMIZZAZIONE Sovrapposizione

PROFILO INIZIALE E

CASO STUDIO 1

CASO STUDIO 1 - CONSIDERAZIONI

• In questo primo caso studio si può notare che in

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