激光诱导间质热疗中的参数选择与优化

来源 :中国工程热物理学会传热传质学学术会议 | 被引量 : 0次 | 上传用户:kassilw
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采用Monte Carlo模拟方法和Pennes生物传热方程,对激光诱导间质热疗技术(LITT)中的波长、激光功率大小和激光加入头曝光时间等治疗参数进行选择与优化,进一步讨论新型治疗系统和加热方式下的治疗参数,定量给出激光功率和加入曝光时间,从而为LITT技术的临床应用提供有益指导.
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对圆管内变物性流体在加速流时热交换和水力学过程进行了系统的数值模拟研究,考虑了非定常流的影响,采用在不稳定条件下的湍流迁移模型.计算在很大的参量范围内进行:起始的雷诺数:Re=10~10,普朗特数:Pr=0.7~10,无量纲加速度:a=3×10~3×10.结果表明:努谢尔数及阻力系数与其准静态时的量值的比值在所定义的无量纲特征时间上有一最小值.同时考虑变物性和非定常性的影响,得到结论:在加速时变物
对圆管内变物性流体在加速流时考虑了非定常流的影响,采用新的湍流迁移模型,对热交换过程进行数值模拟研究.与实验相比较,得到较一致的结果.表明:用一组封闭的迟豫方程来计算湍流应力τ和湍流热流密度q,从而建立起湍流迁移模型,此模型与大量实验结果相吻合,具有普适性.同时考虑变物性和非定常性的影响,使得数值模拟和实验的比较具有实际意义.
本文发展了非线性边界条件相变传热过程的轴对称双倒易边界元方法,数值模拟了金属熔滴在快速冷却条件下的快速凝固过程.分别研究了在微重力落管和落塔中及喷射成形过程中金属熔滴的快速凝固过程,得到了过冷度,温度变化及相变界面随时间的变化,并研究了一些因素的影响.
本文通过将激光穿透焊的三维数值模拟结果与相应的二维数值模拟及移动热源分析解结果进行对比,对激光穿透焊中的传热机制进行了研究.结果表明,熔体受迫对流与Marangoni对流对激光穿透焊中的传热有重要影响,移动热源分析解中仅考虑了纯导热,很难得到正确的传热计算结果.
采用实验方法研究了干熄炉内焦炭的冷却过程,得到了实验条件下不同位置焦炭的冷却曲线和气体温度、压力损失的变化规律.根据多孔介质理论建立了非稳态传热和流体流动数学模型,对模型计算值和实验测量值进行了比较分析,结果表明模型具有良好的适用性,给出了二者存在偏差的原因.
鉴于土壤表层的水分可能被完全蒸发,建立了存在湿分分层的土壤热、湿传递的二维稳态数学模型,并对水、热的迁移进行了数值分析,得到了不同环境条件下土壤内各场物理量的分布.结果表明:水分蒸发主要发生在土壤分层面附近;水蒸汽通过干饱和层向大气扩散;环境相对湿度对分层面位置以及土壤内液相含量分布的影响较大;辐射热流对土壤的温度分布影响较大.
采用快速瞬态温度检测系统,测定了高能脉冲激光作用下不同生物质材料的动态温度变化特性,研究了生物质材料的瞬态传热传质特性以及激光照射参数(脉冲宽度、功率密度)、生物质材料种类、厚度等对温度变化与水分迁移规律的影响.
本文结合中医舌诊机理以猪舌为实验对象进行了生物传热的研究与计算.通过动物造模改变舌体的血液灌注率,测得不同血液灌注率下相对应的舌面温度,进而得到猪舌血液灌注率与舌面温度之间的变化关系.对猪舌动、静脉的血气分析,计算得到了舌体的代谢热.在实验的基础上,对Pennes模型进行简化,建立了舌一维传热方程,并获得了解析解,得到舌面一维温度场及其舌面温度变化与血液灌注率之间的关系.结果表明,通过一维传热模型
本文用红外热成象技术与动物实验等多种方法对舌体的生物传热特性进行了研究.在结合中医舌诊机理的前提下用有限元法计算了猪舌内部横纵剖面的二维温度场.结果表明,舌体传热的特征是由舌根到舌尖温度梯度变化较大,而沿舌面厚度方向温度变化较小.舌体温度分布的状况受血管分布和血管面积的影响,得到的舌表面温度场与舌体内部横、纵剖面温度场之间的关系,为结合病症对舌体温度场进行分析计算提供了思路和依据.
为进一步完善动脉低温保存过程中为解决低温断裂问题而建立的冻结过程的热应力分析物理模型,本文研究家兔主动脉血管从室温到-80℃温度范围内,杨式模量随温度的变化情况和加抗冻剂CPA的影响.研究发现兔主动脉低温冻结状态的杨式模量随温度的降低而增大;加CPA对兔主动脉血管冻结状态下的杨式模量有影响,相同温度情况下加CPA试样的杨式模量比不加CPA试样的要低.