پديد آورنده :
حسن پور، سعيد
عنوان :
مدل انتقال گرما با تاخير فاز دوگانه در محيط متخلخل بافت زنده
گرايش تحصيلي :
مهندسي مكانيك
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده مهندسي مكانيك
صفحه شمار :
خ، 176ص.: مصور
استاد راهنما :
احمد صابونچي
استاد مشاور :
ابراهيم شيراني، محسن دوازده امامي
توصيفگر ها :
متوسط گيري حجمي , مدل سه مرحله اي هذلولوي , مدل سه مرحله اي سهموي
استاد داور :
محمدرضا سليم پور، محمود اشرفي زاده، ناصر فتورائي، حسين احمدي كيا
تاريخ ورود اطلاعات :
1395/07/04
كد ايرانداك :
ID900 دكتري
چكيده فارسي :
چكيده در رساله حاضر براساس روش متوسطگيري حجمي در محيط متخلخل مدل انتقال گرما براي بافتهاي زنده توسعه يافته است در بخش ابتدايي رساله معادالت انرژي حاكم بر محيط متخلخل برمبناي معادله كالسيك فوريه استخراج شد پس از تبيين و سادهسازي جملههاي انتگرالي ظاهر شده در معادالت متوسط گيري شده محدوده متوسطگيري و ضريب انتقال گرماي حجمي بين فازهاي بافت و خون نقد شده و پس از آن اصالحات اساسي پيشنهاد شد مهمترين اصالح مربوط به تصحيح ضريب انتقال گرماي جابهجايي در يك بافت شرياني با دسته رگهاي موازي بود كه بايد در اختالف دماهاي متوسط ذاتي بافت و خون ضرب مي شد در بخش دوم رساله معادالت انرژي حاكم بر بافت متخلخل با تاخيرفازدوگانه كه مبناي آنها رفتارغيرفوريهاي محيط رسانا است معرفي و زمان هاي تاخير ناشي از تبادل گرما بين بافت و خون تخمين زده شد با توجه به اختالف فاحش بين اين زمان تاخير و آزمايشهاي مربوطه قبلي مدل دومرحلهاي هذلولوي معرفي شد عالوه براين براي فرآيندگرمافزوني مغناطيسي زمان تاخير بين محيط بافت و نانوذرات مرتبهسنجي و براساس آن مدل سهمرحلهاي هذلولوي توسعه يافت مهمتر از اين دو مدل براي رفع نقض بقاي انرژي موجود در مدل هاي مبتني بر تاخيرفازدوگانه يك مدل سهمرحلهاي سهموي پيشنهاد شد كه درنوع خود بيسابقه بود براي ارزيابي تمامي اصالحات و مدلهاي جديد يك محيط شبهبافت داراي برخي شباهتها و مغايرتها با بافت هاي زنده معرفي و معادالت حاكم برآن استخراج شد پس از حل عددي معادالت و تاييد صحت آن توسط مقايسه با نتايج حل تحليلي در حالت پايا و يكبعدي تاثير اصالحات به صورت كمي بررسي شد نتايج نشان داد اصالح محدوده متوسط گيري و ضريب انتقال گرماي جابهجايي منجر به كاهش دماي بافت هنگام گرمافزوني خواهد شد عالوه براين فرض هدايتگرمايي با تاخيرفازدوگانه حاوي مقداري خطا در ارضاي بقاي انرژي است كه بهويژه در زمان تاخير بزرگ شارگرمايي قابل چشم پوشي نيست اگرچه مدل سهمرحلهاي بيضوي به خوبي اين نقصان را رفع كرده است اما رفتار نوساني دماي بافت در زمانهاي تاخير بزرگ موجب سوال و زمينه ساز توسعههاي بعدي از اين مدل خواهد بود كلمات كليدي بافت زنده محيط متخلخل متوسطگيري حجمي تاخيرفازدوگانه مدل سهمرحلهاي هذلولوي مدل سه مرحلهاي سهموي
چكيده انگليسي :
Porous media heat transfer model of living tissue with dual phase lag Saeid Hassanpour hassanpour@istt ir Date of submission April 28 2016 Department of Mechanical Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 Iran ahmadsab@cc iut ac ir Supervisor Ahmad Saboonchi mohsen@cc iut ac ir Advisors Mohsen Davazdah Emami eshirani@cc iut ac ir Ebrahim Shirani Department Graduate program Coordinator MohammadReza Salimpour Department of Mechanical Engineering Isfahan University of TechnologyAbstract In present study based on porous media approach heat transfer model of living tissue is developedusing volume averaging method In the first section the energy equations of porous media are derivedconsidering classic Fourier s law for heat conduction After volume averaging the appeared integralterms are interpreted and simplified Next some modification are suggested among which the correctionof interfacial heat transfer coefficient between blood and tissue is most important In the second section non Fourier heat conduction of tissue is investigated At first for dual phase lag heat transfer model the temperature and heat flux lag times between tissue and blood are estimated and because of theirconsiderable differences with experiments on similar media a hyperbolic two step model is developed Then for magnetic nanoparticle hyperthermia process the probability of thermal non equilibriumbetween tissue and nanoparticles is studied and a hyperbolic three step model is developed Moresignificant than above two models and for resolving the energy conservation inconsistency in DPLconduction equation a parabolic three step model is established To evaluate and assessment of allmodifications and models a cylindrical tissue like vascular medium is introduced with some anatomicalsimilarities and dissimilarities to real living tissue then its governing energy equations are derived Withthe aim of numerical solution validation local thermal non equilibrium model in 1D and steady statecondition is solved analytically Results show that the modification of averaging limits as well as thecorrection of interfacial heat transfer coefficients lead to prediction of lower temperature during theinterstitial hyperthermia treatment Furthermore the assumption of dual phase lag for tissue heatconduction involves some errors in energy conservation especially for large heat flux lag times Although the parabolic three step model eliminates this imperfection the oscillation behavior oftemperature in this model is questionable and needs more research and development measures Key words Living tissue Porous media Volume averaging Dual phase lag Hyperbolic two stepmodel Parabolic three step model 1 Introduction Hyperthermia has found a large number of applications in treating a variety of cancers such as breast prostate liver cancers etc with promising results and little adverse effects Hyperthermia of tumorscan be categorized in two external or interstitial treatments Heat delivery to cancerous tissues in 1
استاد راهنما :
احمد صابونچي
استاد مشاور :
ابراهيم شيراني، محسن دوازده امامي
استاد داور :
محمدرضا سليم پور، محمود اشرفي زاده، ناصر فتورائي، حسين احمدي كيا
