آترواسکلروسیس شایعترین بیماری سیستم قلب وعروق می باشد که در آن تشکیل پلاک و افزایش ضخامت دیواره عروق اندازه مجرای عبور خون را به گونه ای کاهش می دهدکه خون رسانی به بافت پایین دست را کاهش داده و در نتیجه ممکن است به علت عدم خون رسانی کافی منجر به مرگ آنها گردد. عمل جراحی بای- پس از جمله مهم ترین اقدامات کلینیکی می باشد که جهت مداوای گرفتگی عروق مورد استفاده قرار می گیرد. در این عمل بخشی از رگ قسمت دیگری از بدن( مانند رگ پا) را به صورت یک کنار گذر که در اصطلاح به آن گرافت گفته می شود، به آئورت پیوند داده واز طرف دیگر به رگ مسدود روی قلب وصل می کنند ، به گونه ای که اتصال پس از گرفتگی اتفاق می افتد . یکی از مشکلات عمل جراحی بای- پس کاهش قطر مجرا در دراز مدت یا اصطلاحاً تنگی مجدد میباشد. انحراف از الگوی جریان یک طرفه، سرعت جـریان کم و ایجاد نواحی جدایی جریان که منجر به کاهش تنش برشی ، نوسانات تنش برشی در طول سیکل و تغییرات شدید تنش بر روی دیواره های مختلف میشود از عواملی می باشند که منجر به تشدید گرفتگی می شوند . با توجه به اینکه هندسه ی پیوند می تواند بر روی الگوی جریان تاثیر بگذارد احتمال توزیع تنش های مختلف در هندسه های متفاوت وجود دارد. لذا در این پروژه به بررسی تاثیر زاویه برش پیوند ، نسبتهای قطری مختلف بین گرافت با شریان کرونر و آئورت و تاثیر تغییرات زاویه ی بین محور گرافت با شریان کرونر و آئورت در حالتی که طول دهانه ی پیوند ثابت می باشد پرداخته شده و توزیع تنش برشی برای مناطق بحرانی این پیوند ها که احتمال بروز گرفتگی در آنها زیاد می باشد مورد بررسی قرار گرفته است. معادلات حاکم بر این جریان معادلات ناویر- استوکس می باشند که به منظور به دست آوردن پارامترهای مربوط به جریان در محل پیوند و قبل و بعد از آن با استفاده از روش حجم محدود محاسبه شده است . مدل سازی و شرایط مرزی براساس مطالعات فیزیولوژیکی ، مدل های آزمایشگاهی و کارهای گذشته انجام شده است. خون به صورت یک سیال نیوتنی غیر قابل تراکم با جریان غیر دائم در نظر گرفته شده است و هندسه ی مدل به صورت سه بعدی با فرض دیواره های صلب برای عروق شبیه سازی شده است. بررسی ها برای یک نسبت دبی خاص بین گرافت با شریان کرونر اصلی بطن چپ قلب و آئورت انجام شده و با توجه به اختلاف پارامتر ها ی تنش برشی در مناطق مختلف پیوند ، برخی از هندسه ها نسبت به بقیه مناسب تر تشخیص داده می شوند به گونه ای که احتمال بروز گرفتگی در آنها نسبت به بقیه ی مدل ها کمترمی باشد .

دستگاههای رادیولوژی و اشعه ی ایکس به طور گسترده ای در پزشکی استفاده می شوند. یکی از مهمترین عوامل برای بالا بردن کارایی و همچنین افزایش طول عمر تیوب اشعه ی ایکس بهتر نمودن فرآیند های انتقال گرما در این وسیله می باشد چرا که با بهتر شدن کارایی گرمایی، امکان تولید اشعه با قدرت بیشتر و در زمان طولانی تر فراهم می آید. در این پایان نامه کارایی گرمایی تیوپ اشعه ی ایکس در صورت استفاده از نانوسیال، به صورت تجربی و عددی بررسی شده است. یک مدل آزمایشی از دستگاه اشعه ی ایکس ساخته، و در آن برای شبیه سازی گرمای تولید شده در دستگاه واقعی از المنت های حرارتی استفاده شده است. با استفاده از روغن ترنسفورمر و نانوپودر ?al?_2 o_3، نانوسیال در درصد های مختلف تهیه، و رفتار حرارتی تیوپ در حالت انتقال گرمای پایدار و انتقال گرمای ناپایدار بررسی شده است. در بررسی رفتار پایدار سیستم 4 توان به سیستم اعمال شده و در تست انتقال گرمای گذرا، رفتار سیستم، هم در حالت گرم شدن تیوپ و هم در زمانی که دستگاه در حال خنک شدن است مورد بررسی قرار گرفته است. به علاوه دستگاه به صورت عددی مدل و کارایی گرمایی آن بررسی شده است. فصل اول به معرفی دستگاه اشعه ی ایکس اختصاص داده شده است. در فصل دوم و سوم مطالبی در مورد نانو سیال، مکانیزم های انتقال گرما در آن و نمونه هایی از کارهای قبلی ارائه شده است. در فصل چهارم و پنجم به روند ساخت مدل تجربی و حل عددی، و در نهایت در فصل ششم به بحث و نتیجه گیری پرداخته شده است. نتایج عددی حالت پایدار در تمام توان ها و در تمام درصد ها حاکی از آن است که نانوسیال در مقایسه با سیال پایه، باعث بدتر شدن انتقال گرما در تیوپ اشعه ی ایکس می شود و این بدتر شدن با افزایش درصد جرمی نانوذره بیشتر می شود. اما نتایج تجربی حالت پایدار نشان می دهد که نانوسیال ها با درصد کم و به طور ویژه در توان های بالا باعث بهبود انتقال گرما می شوند. در حالت گذرا و توان دادن به هیتر نانوسیال در ابتدا باعث کاهش انتقال گرما می شود و سپس به بهبود آن کمک می کند و نانوسیال های با درصد کم عملکرد بهتری دارند. در حالت خنک شدن دستگاه هم نانوسیالات، خصوصا با غلظت پایین باعث سریع تر خنک شدن تیوپ می شوند.

بیماری های ریوی و در رأس آنها سرطان ریه از شایع ترین و خطرناک ترین بیماری ها با میزان شیوع بسیار زیاد در بین مردم کشورهای سراسر جهان هستند، بطوریکه نرخ مرگ و میر در میان مردم مبتلا به این بیماری بسیار بالاست. درمان این بیماری مشکل بوده و درون بدن بصورت تصاعدی پیشرفت می کند. بدین سبب سرطان ریه توجه جوامع پزشکی را در سال های اخیر به خود جذب نموده است.

مهمترین پارامتر در جراحی سرمایشی، کنترل عمق نفوذ انجماد در بافت بیولوژیکی و اعمال نرخ سرمایش بهینه بر روی آن در جبهه انجماد است . این امر مستلزم داشتن درک دقیق از چگونگی انتشار سرما در بافت با در نظر گرفتن شرایط مرزی موجود در نوک پروب دستگاه جراحی سرمایشی می باشد. از دیدگاه مهندسی، تشریح این پدیده به حل یک مسئله انتقال حرارت سه بعدی در بافت بیولوژیکی با خواص متغییر نسبت به زمان و مکان (در صورتی که موضع عمل همگن نباشد) باز می گردد. از طرفی این مسئله، یک مسئله انتقال حرارت مرز متحرک همراه با تغییر فاز بوده که دارای اثرات تولید گرمای متابولیک و جریان خون می باشد. در این پروژه بعد از مطالعه دقیق روشهای مختلف در این زمینه، با بکارگیری انتالپی به جای دما و با استفاده از روش اجزا محدود یک برنامه کامپیوتری نوشته شده که به کمک آن می توان میزان عمق نفوذ انجماد، درصد مرگ سلولها و توزیع دما و در بافت را برای مبردهای مختلف استفاده شده و متناظر با مدت زمان عمل جراحی بدست آورد. همچنین با توجه به نمودار دما نسبت به زمان برای نقاط مختلف بافت می توان نرخ سرمایش را در جبهه انجماد در هر لحظه محاسبه نموده و میزان موثر بودن جراحی را مورد بحث و بررسی قرار داد.