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基于时域有限差分方法的细胞光散射研究的开题报告
1.研究背景
细胞是生物体中最基本的单位，其内部结构和物质交换过程的特点对生命活动的发挥起着至关重要的作用。在过去的几十年中，针对细胞一直有很多研究，其中光散射领域的研究不断深入，成为当前前沿的研究方向之一。
光散射是指光线在物体中传播时，与物体中的粒子发生相互作用而改变方向，从而向其它方向发射光线的现象。在细胞学中，光散射法可以用于研究细胞形态、颗粒大小、分布、浓度等信息，对细胞内部的结构变化进行定量分析。
时域有限差分(FDTD)方法是光学模拟中最通用的算法之一，其优势在于建模过程简单、计算速度快、相对精度高等。研究人员可以通过时域有限差分算法对细胞的光散射进行数值模拟，从而进一步认识细胞的物理特性。
2.研究目的
本文旨在研究基于时域有限差分方法的细胞光散射模型，建立适合于该方法的细胞光散射数值模拟平台，并运用该平台对不同尺寸和形态的细胞进行光散射模拟，得到有关细胞的颗粒分布、大小、浓度等信息。通过通过这些信息，进一步了解细胞的结构和特性，为生物医学研究奠定基础。
3.研究内容
3.1基于时域有限差分方法的细胞光散射模型建立
根据光传播理论中的散射理论，基于时域有限差分方法，建立细胞光散射数值模型。研究细胞的物理特性，考虑有关因素，如细胞大小、形状、内部颗粒分布等。
3.2细胞光散射数值模拟平台实现
建立基于C++编程语言的细胞光散射数值模拟平台实现，实现细胞光散射数值模拟的可视化和自动化，同时，实现对细胞不同参数的模拟。
3.3细胞光散射数值模拟
对不同尺寸和形态的细胞进行光散射模拟，分析其光散射情况，进行数值分析，得到有关细胞颗粒分布、大小、浓度等信息，比较分析结果的相似性与可靠性。
4.研究意义
本研究对于进一步认识细胞结构和物理特性具有重要的作用，可以为生物医学领域的研究提供基础和帮助，同时，也为开发准确快速的、无创测量细胞物理特性的工具和技术提供了思路和方法。在工程领域，该研究结果可以用于开发和改进光学元器件、通信设备等。
5.研究进度
本研究已经完成对相关文献的查找、收集和整理。正在开展模型的建立，包括光传播理论和时域有限差分方法的数值模型。同时，在编写基于C++的细胞光散射数值模拟平台的同时，程序的测试也在进行中。接下来将会开展数值模拟工作和结果分析。
6.参考文献
[1]VandeHulst,H.C.(1957).Lightscatteringbysmallparticles.CourierCorporation.
[2]Taflove,A.,&Hagness,S.C.(2005).Computationalelectrodynamics:thefinite-differencetime-domainmethod.Artechhouse.
[3]Stöberl,T.,Krause,M.,&Jakobsen,P.V.(2017).CalculationofscatteringparametersusingtheFiniteDifferenceTimeDomainmethod.Scientificprogramming,2017.