توصيفگر ها :
بافت پوست , آسيب حرارتي , لاپلاس معكوس عددي , نرخ ريزش خون
چكيده فارسي :
چكيده
يكي از اهداف به دست آوردن توزيع دما در بافت پوست، تخمين آسيب حرارتي به بافت مي-باشد. در اين پايان¬نامه، مدل تأخير فاز دوگانه¬ي معادله¬ي انتقال حرارت زيستي كه يك مدل غير فوريه مي¬باشد و در حل مسائل انتقال حرارت گذرا در بافت پوست استفاده مي¬شود، بررسي شده است. به منظور حل اين معادله ابتدا با استفاده از روش تبديل لاپلاس و تكنيك گسسته¬سازي، معادله¬ي ديفرانسيل غير خطي را به يك دستگاه معادلات تبديل نموده و با استفاده از شرايط مرزي حاكم بر مسأله، اين دستگاه معادلات، كامل مي¬گردد. با حل دستگاه به دست آمده، پاسخ دما در حوزه¬ي لاپلاس به دست مي¬آيد. سپس با استفاده از روش تبديل لاپلاس معكوس به صورت عددي پاسخ دما در حوزه¬ي زمان را يافته و بعد از آن شبكه¬ي مناسب جهت ارائه¬ي نتايج، به دست آورده شده است. فرآيند گرمايش ليزر در اين تحقيق به صورت به شدت جذب شونده در نظر گرفته شده است. وجود شرط مرزي انتقال حرارت جابجايي روي سطح، هر چند ضريب انتقال حرارت جابجايي كوچك باشد، نسبت به زماني كه از انتقال حرارت جابجايي روي سطح صرف نظر مي¬شود، نتايج متفاوتي را ارائه مي¬كند. به طوري كه با در نظر گرفتن جابجايي طبيعي روي سطح، زمان¬هاي سوختگي درجه اول و درجه دوم، حداقل 02/0 ثانيه به تعويق مي¬افتد. همچنين براي تعيين نرخ ريزش خون با استفاده از شار حرارتي نوساني، در نظر گرفتن جابجايي روي سطح باعث كاهش اختلاف فاز ميان شار حرارتي بي¬بعد و توزيع دماي بي¬بعد مي-شود. به طوري كه با در نظر گرفتن جابجايي طبيعي روي سطح، اختلاف فاز ميان شار حرارتي بي¬بعد و توزيع دماي بي¬بعد 6/0 ثانيه كاهش مي¬يابد. بنابراين در نظر گرفتن شرط مرزي انتقال حرارت جابجايي روي سطح در تحليل مسائل انتقال حرارت گذرا روي بافت، ضروري به نظر مي-رسد.
چكيده انگليسي :
Abstract
One of the purposes of obtaining the temperature distribution in the skin tissue is estimating the thermal damage to the tissue. In this thesis, the Dual Phase Lag Model of Bio-Heat Transfer Equation (DPLMBTE) was investigated. This model is a non-Fourier model and it is used for solving transient heat transfer in the skin tissues. In order to solve this equation, first, the Laplace Transform method and discretization technique were applied to transform the non-linear differential equation into a system of equations. Besides, by using the boundary conditions governing this issue, these equations were completed. By solving the obtained system, the temperature response was obtained in Laplace domain. Then, the temperature response in the time domain was achieved by using the numerical inversion of Laplace transform method. After that, an appropriate grid was achieved to present the results. In this study, Laser heating process is regarded as being highly absorbent. The convective heat transfer boundary condition on the surface provides different results, even if the convective heat transfer coefficient be small, in comparison with the time that the convective heat transfer on the surface is ignored. Thus, by considering the natural convection on the surface, the first and the second degree burns were postponed at least 0.02 seconds. Also, in order to determine the rate of blood perfusion by using swing heat flux, considering the convection on the surface reduces the phase difference between the non-dimensional heat flux and non-dimensional temperature distribution. Thus, by considering the natural convection on the surface, the phase difference between the non-dimensional heat flux and non-dimensional temperature distribution was reduced 0.6 seconds. Therefore, considering the convective heat transfer boundary condition on the surface of the tissue is necessary in the analysis of the transient heat transfer problems.
