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基于混合生物热传导模型的Pennes方程的改进 被引量:2
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作者 马吉明 张向梅 +2 位作者 苏日建 赵进超 郭盛楠 《郑州轻工业学院学报(自然科学版)》 CAS 2015年第2期16-21,共6页
在血管树模拟研究的基础上,运用混合生物热传导模型并采用考虑血管和组织间局部传热的血液灌注率,改进了传统的Pennes生物传热方程.运用COMSOL Multiphysics对其进行仿真,并对改进前后Pennes方程求解结果进行比较,结果表明,改进后的Pen... 在血管树模拟研究的基础上,运用混合生物热传导模型并采用考虑血管和组织间局部传热的血液灌注率,改进了传统的Pennes生物传热方程.运用COMSOL Multiphysics对其进行仿真,并对改进前后Pennes方程求解结果进行比较,结果表明,改进后的Pennes方程能够显示出血管树对组织区域温度分布的局部影响,而传统Pennes方程则只表述了组织中温度分布的均匀形式. 展开更多
关键词 pennes 方程 血管树 混合生物热传导模型
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生物质热解气喷雾冷凝的传热传质特性 被引量:1
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作者 程文龙 谢鲲 张荣明 《化学工程》 CAS CSCD 北大核心 2010年第11期27-30,共4页
生物质热解气的快速冷凝是影响生物油品质和出油率的关键因素之一。喷雾冷凝是实现快速冷凝的有效方法。文中以生物质热解气的关键组分所形成的多组分体系为研究对象,采用多组分体系传热传质经典的膜模型,使用Maxwell-Stefan方程描述其... 生物质热解气的快速冷凝是影响生物油品质和出油率的关键因素之一。喷雾冷凝是实现快速冷凝的有效方法。文中以生物质热解气的关键组分所形成的多组分体系为研究对象,采用多组分体系传热传质经典的膜模型,使用Maxwell-Stefan方程描述其质量传递,结合气液相际传质的特点,进行了喷雾冷凝过程中的传热传质耦合计算。通过计算获得了液滴直径、液滴平均温度以及混合气体平均温度的变化规律,并探讨了初始流速、喷雾液滴直径和气液质量流量比对热解气冷凝过程的影响。 展开更多
关键词 生物质热解气 喷雾冷凝 MAXWELL-STEFAN方程 传热传质
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微波诱导生物热传导方程的最优控制问题
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作者 P·德哈 R·德哈 +1 位作者 黄锋(译) 张禄坤(校) 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2010年第4期499-504,共6页
用一组方程式描述均匀平板状生物组织的热传导,分析其分布式的最优控制问题,研究该生物组织在肿瘤局部特殊点上达到所必需的温度,通过控制微波,使微波辐射的诱导作用,在手术进程的总时间内,该肿瘤点达到过高热.研究在手术过程不同时间... 用一组方程式描述均匀平板状生物组织的热传导,分析其分布式的最优控制问题,研究该生物组织在肿瘤局部特殊点上达到所必需的温度,通过控制微波,使微波辐射的诱导作用,在手术进程的总时间内,该肿瘤点达到过高热.研究在手术过程不同时间点上生物组织温度与其长度间的依赖关系,使肿瘤达到期望的温度值. 展开更多
关键词 生物传热方程 过高热 最优化 微波 肿瘤
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激光诱导间质热疗中生物组织的温度场研究 被引量:9
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作者 包美芳 钱志余 +3 位作者 李韪韬 肖笛 王晋阳 钱露 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期718-721,共4页
激光诱导间质热疗疗效评估的前提是必须获得准确的激光在不同功率、不同照射时间的生物组织温度场分布.利用多物理场直接耦合分析软件COMSOL Multiphysics构建了在组织光学参量不变情况下的三维有限元传热模型.该模型基于Pennes生物传... 激光诱导间质热疗疗效评估的前提是必须获得准确的激光在不同功率、不同照射时间的生物组织温度场分布.利用多物理场直接耦合分析软件COMSOL Multiphysics构建了在组织光学参量不变情况下的三维有限元传热模型.该模型基于Pennes生物传热方程和轴对称高斯形状的激光光束热源方程,参量针对离体猪肝组织,考虑到了生物组织热物性密度、比热和热导率随温度变化的情况.仿真获得激光功率为0.77 W、0.95 W、1.23 W,照射时间为10~90 s,径向距离0~2 mm范围和轴向距离0~4 mm范围的温度场数据集.利用拟合算法,获得了自变量为激光功率、照射时间、径向距离和轴向距离的生物组织温度场分布模型.将功率为0.88 W和1.05 W时的结果与Pennes方程结果相比较,两者误差在5%以内. 展开更多
关键词 激光诱导间质热疗 温度场 有限元 pennes生物传热方程
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含肿瘤皮肤组织传热分析的广义有限差分法 被引量:9
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作者 李艾伦 傅卓佳 +1 位作者 李柏纬 陈文 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第5期1198-1205,共8页
生物传热分析在低温外科手术、肿瘤热疗、病热诊断等临床医学治疗和诊断中有着广泛的应用.由于健康皮肤组织内肿瘤的存在使得肿瘤附近区域的温度会明显升高,这一特性常被用于检测皮肤组织内的肿瘤生长,因此有必要开展生物传热数值分析... 生物传热分析在低温外科手术、肿瘤热疗、病热诊断等临床医学治疗和诊断中有着广泛的应用.由于健康皮肤组织内肿瘤的存在使得肿瘤附近区域的温度会明显升高,这一特性常被用于检测皮肤组织内的肿瘤生长,因此有必要开展生物传热数值分析的研究.本文以含肿瘤的皮肤组织为研究对象,将一种新型区域型无网格配点法——广义有限差分法应用于能描述含肿瘤皮肤组织传热过程的Pennes方程求解.广义有限差分法利用泰勒展开式与移动最小二乘法将计算区域内的每个离散点上的物理量导数表示成其与邻近点物理量及权重系数的线性组合,进而构建得到仅含各离散点未知物理量的线性方程组.该方法不仅具有无需划分网格、避免数值积分等无网格配点法的优点,同时还克服了大多数无网格配点法中插值矩阵高度病态的问题,为此类方法在大规模工程数值计算中的应用提供了可能性.本文首先介绍了模拟含肿瘤皮肤组织传热过程的广义有限差分法离散模型,随后通过不含肿瘤与含规则形状肿瘤的基准算例,检验广义有限差分法的计算精度与收敛性;在此基础上,通过数值模拟研究不同肿瘤形状及肿瘤位置分布对皮肤组织内温度分布的影响. 展开更多
关键词 广义有限差分法 配点法 移动最小二乘法 泰勒展开式 pennes生物传热方程
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激光生物学
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《中国光学》 EI CAS 2008年第4期28-29,共2页
关键词 激光照射 皮肤组织 生物组织 实验研究 生物传热方程 激光辐照 血红细胞 有限元法数值模拟 光阱 传热模型
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高频ns脉冲串作用下肝脏肿瘤热效应的多参数有限元仿真 被引量:3
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作者 米彦 芮少琴 +4 位作者 李成祥 姚陈果 徐进 卞昌浩 唐雪峰 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第8期2477-2485,共9页
为了综合传统不可逆电穿孔和ns脉冲的特点,充分发挥脉冲电场非热治疗肿瘤的优势,将高频ns脉冲串引入到消融肿瘤组织的应用中,并研究了此高频ns脉冲串在生物组织中产生的热效应。通过多参数有限元方法对施加1对针电极的肝脏和肿瘤组织的... 为了综合传统不可逆电穿孔和ns脉冲的特点,充分发挥脉冲电场非热治疗肿瘤的优势,将高频ns脉冲串引入到消融肿瘤组织的应用中,并研究了此高频ns脉冲串在生物组织中产生的热效应。通过多参数有限元方法对施加1对针电极的肝脏和肿瘤组织的温度以及热损伤进行了仿真,施加的电压范围为1~4 k V,脉冲宽度范围为50~500 ns,重复频率介于100 k Hz^1 MHz之间,脉冲串长度为100μs,脉冲串的重复频率为1 Hz。使用Pennes生物传热方程计算电热耦合下的温度,并根据Arrhenius公式计算热损伤。结果表明:肿瘤在单个脉冲串作用下在100μs时刻达到的最高温度为49.26℃;在1 s时刻最高温度为40.4℃,经过1 s时刻之后热损伤的累积程度只有0.001 6,不会造成热损伤;通过参数拟合,可以得到任意参数下的组织温度以及热损伤。研究结果可为将来的实验研究提供参数选择的理论依据。 展开更多
关键词 温度 热损伤 肿瘤 高频ns脉冲串 pennes生物传热方程 有限元
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亚低温治疗中颅脑径向温度的数值模拟 被引量:3
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作者 冯俊小 顾静 刘文杰 《华北电力大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2010年第1期78-82,共5页
近年来亚低温逐步应用于临床脑保护治疗。采用Pennes血液对流项处理方法,建立颅脑传热的一维球坐标模型,模拟正常状态下人脑温度分布和实施亚低温冷却治疗后的脑温变化。分析了模型中不同的物性参数对颅脑温度分布的影响,据此提出了有... 近年来亚低温逐步应用于临床脑保护治疗。采用Pennes血液对流项处理方法,建立颅脑传热的一维球坐标模型,模拟正常状态下人脑温度分布和实施亚低温冷却治疗后的脑温变化。分析了模型中不同的物性参数对颅脑温度分布的影响,据此提出了有效降低脑温的方法。 展开更多
关键词 亚低温 生物传热 pennes方程 颅脑模型 数值模拟
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铁氧体磁芯磁场分布的优化及其对磁纳米热疗的影响
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作者 汤云东 陈泓霖 高跃明 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期3079-3089,共11页
以缠绕着载流线圈的铁氧体磁芯为基础,应用有限元方法分析载流线圈位置对磁场分布的影响,接着采用磁场不均匀性函数结合遗传算法对磁芯气隙内的磁场均匀度进行优化,优化后的磁芯磁场通过顺序耦合方式被进一步应用于磁热疗治疗温度分布分... 以缠绕着载流线圈的铁氧体磁芯为基础,应用有限元方法分析载流线圈位置对磁场分布的影响,接着采用磁场不均匀性函数结合遗传算法对磁芯气隙内的磁场均匀度进行优化,优化后的磁芯磁场通过顺序耦合方式被进一步应用于磁热疗治疗温度分布分析,采用治疗期间肿瘤区域内的有效治疗温度对肿瘤体积的占比来评估磁热疗治疗效果。研究结果表明:线圈位于气隙两端所产生的磁场优于其位于左端所产生的磁场,与等效磁路分析结果基本一致。本文所提优化方法可使得气隙磁场均匀度显著提高,并使磁热疗肿瘤区域最高治疗温度达到临界值,显著提高治疗效果。 展开更多
关键词 磁热疗 磁场 铁氧体 有限元方法 生物传热方程
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