校园机房电磁环境调查及计算机模拟0.ppt
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1、0,校园机房电磁环境调查及计算机模拟,孙思文 PB03009088 电子工程与信息科学系,导 言,电磁污染的危害 电磁污染的分析 基本理论 建立物理模型 对模型的计算机处理和模拟 应用科大树华智源中心 数据分析及调查总结,电磁污染的危害,计算机带来的电磁污染,已成为影响人们身体健康的不容忽视的问题。,电磁污染的危害,电磁污染的危害,上海交通大学教授毛增滇 呼吁: 计算机工作时产生的辐射、静电和较高温度,如不加强防护,将会损害学生的身体健康。一般的学校里,在四五十平方米大的机房内,放置着几十台电脑,由此产生的热量、辐射和静电量可想而知。而且这些机室通常都是门窗禁闭,空气流通性极差。学生在这种环境
2、里学习,身体势必受到伤害。,电磁污染的分析,机房 电磁污染,静电,电磁辐射,显示屏、机箱 带静电,VDT显象管产生的x射线、 紫外线、可见光、红外线 以及热电子枪的射线。,电脑内部众多配件,如电 源、主板、内存、显卡在 交流电下工作时产生 强烈的电磁辐射,基本理论,(1) (2) (3) (4),对方程组中式(1)求旋度,并利用式(2)得:,(5),运用矢量分析公式并联立(3)式可得:,(6),由(5)(6)可得:,其中,(Helmholtz方程).,基本理论,1介质中点电荷的场强公式:,2Maxwell方程组:,对一定频率的电磁波,电磁场对时间的依赖关系为:,在均匀介质中,有,DE,B=H,
3、把上式代入Maxwell方程组,消去共同因子,基本理论,对于平面电磁波,Helmholtz方程可简化为:,它的一个解是:,一般情况下,平面电磁波的电场强度的表达,称为传播常数 C 与源有关的常数。,基本理论,3电磁波携带的能量密度:,由(2),,(n是电磁波传播方向的单位矢量),所以有,其中,分别是电场强度和磁感应强度的振幅。,(8),建立物理模型,1构建一个mn阶的矩阵:,无人上机时置0,有人上机置1,建立物理模型,2用点电荷模型计算每个工作点的静电场强度:,14英寸电脑显示器周围非正弦场强测试值,E的大小与r的平方近似成反比。,近似地将每个工作点抽象成点电荷,场强的叠加原理:,表示(p,q
4、)工作点在(i,j)点产生的电场强度。,建立物理模型,3计算每个工作点的电磁波能量密度U:,将机房中的电磁波简化为平面电磁波。,避开了H和B,直接用电磁波的电场强度来计算其能量密度,简,对模型的计算机处理和模拟,1计算电场强度的函数: void calculateE(Link /计算该工作时刻每个工作点上的静电场E,对模型的计算机处理和模拟,2计算电磁波能量密度的函数: void calculateU(Link /计算该工作时刻每个工作点上的U值,对模型的计算机处理和模拟,3. 将程序运行结果用Mathematica处理,模拟E和U分布情况。,算法设计思想:,定义一个从表中取点的函数f(x,y
5、),将E和U的数据分别存储在mn阶的表e和表u中,计算函数值,打印和输出,以1为步长依次从e,u中取点,密度图、等值线图和立体曲面图,应用科大树华智源中心,应用科大树华智源中心,1数据采集:实地测量出机房的长、宽分别为16.32m和12.40m,其计算机分布为16行7列。 记录2004年12月5日一天中三个时刻机房计算机的使用情况。,应用科大树华智源中心,2. 数据处理:将用编好的C源程序处理。 (1)9:30am: 每个工作点的工作情况:,1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0
6、 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0,应用科大树华智源中心,每个工作点的静电场E值(Q取单位1): 0.0185 0.0176 0.0012 0.0016 0.0050 0.0239 0.0199 0.0187 0.0181 0.0039 0.0038 0.0020 0.0170 0.0007 0.0009 0.0029 0.0185 0.0
7、183 0.0184 0.0183 0.0180 0.0039 0.0172 0.0183 0.0187 0.0188 0.0180 0.0014 0.0009 0.0012 0.0176 0.0177 0.0233 0.0237 0.0071 0.0067 0.0092 0.0076 0.0243 0.0246 0.0242 0.0079 0.0062 0.0020 0.0174 0.0021 0.0052 0.0055 0.0087 0.0088 0.0050 0.0048 0.0082 0.0263 0.0113 0.0103 0.0096 0.0056 0.0040 0.0023 0.
8、0050 0.0022 0.0029 0.0031 0.0053 0.0054 0.0040 0.0040 0.0070 0.0270 0.0084 0.0069 0.0062 0.0044 0.0031 0.0022 0.0028 0.0020 0.0021 0.0021 0.0037 0.0039 0.0033 0.0035 0.0056 0.0104 0.0066 0.0053 0.0046 0.0035 0.0026 0.0020 0.0020 0.0017 0.0016 0.0016 0.0028 0.0030 0.0028 0.0031 0.0045 0.0063 0.0051 0
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