حل تحلیلی و عددی معادله انتقال حرارت غیر فوریه با شرایط شار گرمایی گذرا روی سطح پوست
پایان نامه
- وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه اصفهان - دانشکده فنی
- نویسنده حسین عسکری زاده
- استاد راهنما حسین احمدی کیا
- سال انتشار 1392
چکیده
درک پدیده انتقال حرارت و اثرهای ناشی از آن در بافت پوست بسیار مهم بوده و می تواند برای کاربردهای پزشکی متعددی مورد استفاده قرار گیرد. به دلیل قابل توجه بودن زمان های آسایش گرمایی در بافت های بیولوژیکی، رفتار گرمایی غیرفوریه ای در آنها به صورت آزمایشگاهی مشاهده شده و توجه بسیاری را به خود جلب کرده است. هدف این پژوهش، مرور تحقیق های انجام شده در زمینه فرآیند انتقال حرارت غیرفوریه و ارائه رویکردی تحلیلی برای تخمین این فرآیند در بافت پوست است. در این راستا، مدل تأخیر فاز دوگانه(dpl) برای مدلسازی انتقال حرارت در بافت پوست در نظر گرفته شده است. برای اولین بار، حل تحلیلی و دقیق این مدل در بافت پوست با در نظر گرفتن عبارت گردش خون و تولید گرمای متابولیکی، با استفاده از روش تبدیل لاپلاس و تئوری وارونه سازی به دست آمده است. حل عددی مسئله حاضر با استفاده از روش اختلاف محدود صریح برای مقایسه با حل تحلیلی ارائه شده است. با استفاده از نتایج حل تحلیلی مدل تأخیر فاز دوگانه، به همراه نتایج مدل های هذلولوی موج گرمایی و سهموی پنز، رفتار پخش و موج گونه ای انتقال حرارت در بافت پوست تحت شار حرارتی ثابت، پالسی و نوسانی بررسی شده است. نتایج بیانگر تفاوت چشمگیر بین پیش بینی مدل های پنز، موج گرمایی و تأخیر فاز دوگانه از پاسخ دمایی بافت و آسیب گرمایی هستند. به صورتی که برای شار حرارتی پالسی، مقایسه بین مدل های پنز و رژیم گرمایی شار موجود مدل تأخیر فاز دوگانه در پیش بینی زمان های سوختگی بیانگر این مطلب است که وجود زمان تأخیر فاز گرادیان دما، زمان های سوختگی درجه اول و دوم را حدود %35 کاهش داده است. هم چنین بررسی این مطلب بین مدل های موج گرمایی و رژیم گرمایی گرادیان موجود مدل تأخیر فاز دوگانه بیانگر این است که وجود ، منجر به %22 کاهش در زمان های سوختگی شده است. برای شار حرارتی نوسانی نیز، نتایج نشان می دهند که پاسخ دمایی سطح پوست به فرکانس های پایین گرمایش حساس تر است. هم چنین وجود ?t در مدل تأخیر فاز دوگانه، کاهش عمقی از بافت که اثر گرمایش سطح را هنگام افزایش فرکانس گرمایش احساس می کند، %76/11 نسبت به این کاهش در مدل های موج گرمایی و پنز کمتر کرده است. در حالی که مقایسه مدل های پنز و موج گرمایی نشان می دهد که وجود زمان آسایش گرمایی شار گرما روی این کاهش عمق تأثیری ندارد.
منابع مشابه
حل تحلیلی میدان دما برای یک صفحه تخت تحت شرط مرزی جابجایی با استفاده از معادله انتقال حرارت غیر فوریه ای - مدل کاتانئو
این مقاله یک حل تحلیلی که ترکیبی از روش برهم نهی و تئوری ساختار است را ارائه می‌دهد. این روش بیانگر یک حل دقیق از معادله انتقال حرارت هذلولوی با استفاده از ریاضیات پایه می‌باشد. در این مقاله معادله انتقال حرارت غیر‌فوریه‌ای برای یک صفحه در حالتی که سطح سمت چپ آن عایق و سطح سمت راست آن در معرض انتقال حرارت جابه‌جایی با محیط قرار دارد، مورد استفاده قرار گرفته است. یک مسئله پیچیده به چند مسئله ساد...
متن کاملاستفاده از توابع پایه نمایی در حل معادله انتقال حرارت گذرا در مواد لایه ای محوری
در این مقاله یک روش حل جدید بر مبنای استفاده از توابع پایه نمایی برای معادله انتقال حرارت گذرا در مواد لایه ای محوری ارائه شده است. در این روش ابتدا هر لایه از ماده به صورت یک المان مجزا در نظر گرفته می شود. در مرحله بعدی توزیع دما درون هر لایه به صورت سری متشکل از توابع پایه نمایی صدق کننده در معادله دیفرانسیل انتقال حرارت گذرا بیان می شود. سپس ضرایب ثابت سری جواب با استفاده از یک تبدیل گسست...
متن کاملحل تحلیلی انتقال حرارت درون بافت پوست تحت تابش لیزر به همراه انتقال حرارت جابجایی با استفاده از مدل تاخیر فاز دوگانه
در این مقاله توزیع دما در بافت پوست در اثر تابش نور لیزر به همراه انتقال حرارت جابجایی روی سطح پوست، بررسی می‌گردد. یکی از اهداف به دست آوردن توزیع دما در بافت پوست، پیش‌بینی زمان سوختگی درجه اول و دوم با استفاده از تخمین آسیب حرارتی به بافت می‌باشد. معادله حاکم در این مساله، معادله انتقال حرارت زیستی می باشد که برای توصیف آن از مدل تأخیر فاز دوگانه که یک مدل غیر فوریه می‌باشد، در حل مسائل انت...
متن کاملحل تحلیلی معادلات انتقال حرارت کلاسیک و تعمیم یافته تأخیر فاز دوگانه در بافت پوست تحت گرمایش گذرا
در این مقاله برای بررسی آسیب گرمایی در بافت پوستی که در معرض شار گرمایی گذرا قرار گرفته است، مدل های کلاسیک و تعمیم یافته تأخیر فاز دوگانه معادله انتقال حرارت بیولوژیکی استفاده شده اند. بررسی تحلیلی انتقال حرارت در بافت پوست، تحت شرایط مرزی شار گذرا فقط توسط مدل های سهموی پنز و هذلولوی موج گرمایی انجام شده است. در این مطالعه حل تحلیلی مدل تأخیر فاز دوگانه معادله انتقال حرارت در بافت پوستی که در...
متن کاملتعیین ضریب انتشار حرارت کود گاوی با استفاده از حل یک بعدی معادله فوریه
رطوبت زیاد کود گاوی تازه، محیطی را برای رشد عوامل بیماری‌زا فراهم می‌آورد و باعث آلودگی محیط زیست می‌شود. یکی از راه‌های کاهش این آلودگی‌ها، کاهش رطوبت کود می‌باشد همچنین کود خشک برای استفاده در زمین‌های کشاورزی و بستر دام کاربرد دارد. از جمله مواردی که برای ساخت یک خشک‌کن مناسب باید در نظر گرفت خواص حرارتی ماده شامل گرمای ویژه، ضریب هدایت حرارت و ضریب انتشار حرارت می‌باشد. در این تحقیق ضریب ان...
متن کاملمنابع من
با ذخیره ی این منبع در منابع من، دسترسی به آن را برای استفاده های بعدی آسان تر کنید
ذخیره در منابع من قبلا به منابع من ذحیره شده{@ msg_add @}
نوع سند: پایان نامه
وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه اصفهان - دانشکده فنی
کلمات کلیدی
میزبانی شده توسط پلتفرم ابری doprax.com
copyright © 2015-2023