The Finite Difference Time Domain Method FDTD Haythem H. abdullah ERI, Electronics Research Institute, Microwave Engineering Dept.

الخميس، 18 رمضان، 1437الخميس، 18 رمضان، 1437الخميس، 18 رمضان، 1437الخميس، 18 رمضان، Objective Analysis of the FDTD with regard to its application in studying the effect of the electromagnetic effect on the human health

الخميس، 18 رمضان، 1437الخميس، 18 رمضان، 1437الخميس، 18 رمضان، 1437الخميس، 18 رمضان، FDTD Description of the FDTD method Absorbing boundary conditions FDTD Modeling

الخميس، 18 رمضان، 1437الخميس، 18 رمضان، 1437الخميس، 18 رمضان، 1437الخميس، 18 رمضان، Description of the FDTD Method The FDTD technique proceeds by segmenting the structure and the surrounding space into a three- dimensional mesh composed of a number of rectangular unit cells. The following figure shows the spatial locations of both the E and H components

الخميس، 18 رمضان، 1437الخميس، 18 رمضان، 1437الخميس، 18 رمضان، 1437الخميس، 18 رمضان، Positions of various field components. The E components are in the middle of the edges and the H components are in the center of the faces.

الخميس، 18 رمضان، 1437الخميس، 18 رمضان، 1437الخميس، 18 رمضان، 1437الخميس، 18 رمضان، Description of the FDTD Method It is based on numerically solving Maxwell’s curl equations. The time and space derivatives are approximated using finite difference approximations The E and H fields are evaluated iteratively at alternative half-time steps

الخميس، 18 رمضان، 1437الخميس، 18 رمضان، 1437الخميس، 18 رمضان، 1437الخميس، 18 رمضان، Description of the FDTD Method Maxwell’s curl equations are

الخميس، 18 رمضان، 1437الخميس، 18 رمضان، 1437الخميس، 18 رمضان، 1437الخميس، 18 رمضان، Description of the FDTD Method

الخميس، 18 رمضان، 1437الخميس، 18 رمضان، 1437الخميس، 18 رمضان، 1437الخميس، 18 رمضان، Description of the FDTD Method The finite difference scheme will be central difference in time and space The E component in the x-direction

الخميس، 18 رمضان، 1437الخميس، 18 رمضان، 1437الخميس، 18 رمضان، 1437الخميس، 18 رمضان، Description of the FDTD Method The magnetic field component in the y-direction

الخميس، 18 رمضان، 1437الخميس، 18 رمضان، 1437الخميس، 18 رمضان، 1437الخميس، 18 رمضان، Description of the FDTD Method Where

الخميس، 18 رمضان، 1437الخميس، 18 رمضان، 1437الخميس، 18 رمضان، 1437الخميس، 18 رمضان، FDTD Description of the FDTD method Absorbing boundary conditions Modeling

الخميس، 18 رمضان، 1437الخميس، 18 رمضان، 1437الخميس، 18 رمضان، 1437الخميس، 18 رمضان، Absorbing Boundary Condition Since the spatial computational domain can be considered unbounded, so the need for absorbing boundary condition (ABC) is an urgent demand. No computer can store an unlimited amount of data

الخميس، 18 رمضان، 1437الخميس، 18 رمضان، 1437الخميس، 18 رمضان، 1437الخميس، 18 رمضان، Absorbing Boundary Condition ABC is used to simulate the extension of the computational domain to infinity. The lack of ABC results in a computational error due to the reflection from the truncated domain, see the following figure

الخميس، 18 رمضان، 1437الخميس، 18 رمضان، 1437الخميس، 18 رمضان، 1437الخميس، 18 رمضان، Absorbing Boundary Condition Two-dimensional Cartesian computational domain Ω showing the outer domain boundary Ω at which an ABC is implemented to simulate the extension of the grid to infinity.

الخميس، 18 رمضان، 1437الخميس، 18 رمضان، 1437الخميس، 18 رمضان، 1437الخميس، 18 رمضان، Why the need for parallel processing The serial code needs some times, days or even months for large problem size

الخميس، 18 رمضان، 1437الخميس، 18 رمضان، 1437الخميس، 18 رمضان، 1437الخميس، 18 رمضان، Why this application has been developed This application will be used as a safety guideline for the mobile companies to use a safe base station and handset units

الخميس، 18 رمضان، 1437الخميس، 18 رمضان، 1437الخميس، 18 رمضان، 1437الخميس، 18 رمضان، Who use this application The microwave engineers and researchers

الخميس، 18 رمضان، 1437الخميس، 18 رمضان، 1437الخميس، 18 رمضان، 1437الخميس، 18 رمضان، Which input your application need to run The input is a data file that includes the human body model data

الخميس، 18 رمضان، 1437الخميس، 18 رمضان، 1437الخميس، 18 رمضان، 1437الخميس، 18 رمضان، How many jobs you should need to submit (average). Almost it is one job

الخميس، 18 رمضان، 1437الخميس، 18 رمضان، 1437الخميس، 18 رمضان، 1437الخميس، 18 رمضان، Which output your application produce A data file that have the SAR values at different planes in the human body

الخميس، 18 رمضان، 1437الخميس، 18 رمضان، 1437الخميس، 18 رمضان، 1437الخميس، 18 رمضان، How much is the execution time of your job (average). The serial running time in the human head model may exceed 7 hours The parallel code time is dependent on the obtained speed up

الخميس، 18 رمضان، 1437الخميس، 18 رمضان، 1437الخميس، 18 رمضان، 1437الخميس، 18 رمضان، Who writes the code. I write the serial code The parallel code is done by Eng. Maha Eldespoki

الخميس، 18 رمضان، 1437الخميس، 18 رمضان، 1437الخميس، 18 رمضان، 1437الخميس، 18 رمضان، Do you use any commercial application (as Matlab)?. I write the serial code using c++

الخميس، 18 رمضان، 1437الخميس، 18 رمضان، 1437الخميس، 18 رمضان، 1437الخميس، 18 رمضان، Do you use any commercial application (as Matlab)?. I write the serial code using c++