生体組織を模擬した多孔質内の流動と伝熱

模拟生物组织的多孔材料中的流动和传热

• 批准号: 06750209
• 负责人: 張 興
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1994
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1994 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06750209/
• 关键词: 生体; 多孔質; 見掛けの熱物性値; 熱伝達; 非定常; 対流; 熱伝導

生体組織内での熱および物質移動現象には工学的に未解明の問題が数多く残されている。例えば、血流がある場合の生体組織の見掛けの熱伝導率、熱拡散率および物質拡散係数の適切な評価方法を確立することも重要な課題の一つである。15EA02:本研究では、このような生体組織の見掛けの熱伝導率と熱拡散率を同時にかつ非侵襲的に評価するための第一段階として、多孔質層によるモデル実験とそれに対応する三次元の非定常数値解析に基づく見掛けの熱物性値の非接触測定を試みた。すなわち、生体組織の物理モデルとして、上面が厚さ55μmのステンレス薄板、底面と側面が厚さ3mmの透明アクリル板で構成される高さ30mm、幅60mm、長さ200mmの流路内に平均直径1mmあるいは2mmのガラスビーズを充填した多孔質層を作製した。また、組織内での血流を模擬するために、この多孔質層内に平均速度2,5あるいは10m/sで水を流した。流動を伴う多孔質層の見掛けの熱伝導率と熱拡散率の測定には、藤井らによって提案されたレーザ光加熱と赤外線温度計による加熱表面温度の経時変化の測定を組み合わせた非接触測定法を応用した。その結果、見掛けの熱伝導率と熱拡散率は流速の増加とともに増大すること、また加熱部上流側と下流側では、低温流体が流入する上流側の方がこれらの値が大きくなること、さらにビーズ径すなわち多孔質層の空隙率による差異は本実験範囲では見られないことなどが明らかになった。現在、これらの測定結果と従来の生体内熱移動方程式に基づく解析結果との比較を準備中であり、今後、さらに広範囲なパラメータでの実験も計画している。

The phenomenon of the movement of で <s:1> heat および substances within living tissues に the に unexplained <s:1> problems in engineering が are numerous く residues されて る る る る る. Example え ば, blood flow が あ る occasions の living body tissue の see hang け の 伝 heat conductivity, thermal company spread rate お よ び material company, dispersion coefficient の appropriate を 価 な evaluation method to establish す る こ と も important topic な の a つ で あ る. 15 ea02: this study で は, こ の よ う な living body tissue の see hang け の 伝 conductivity と hot を company, dispersion rate at the same time に か つ に evaluation of noninvasive 価 す る た め の first Duan Jie と し て, porous layer に よ る モ デ ル be 験 と そ れ に 応 seaborne す る yuan の three times on a fixed constant numerical analytical に base づ く see hang け の numerical の non-contact measurement in thermal and physical properties を try み た. す な わ ち, living body tissue の physical モ デ ル と し て, が above 55 microns thick さ の ス テ ン レ ス slab, bottom と side が の さ 3 mm thick transparent ア ク リ ル plate で constitute さ れ る high さ 30 mm, picture of 60 mm, 200 mm long さ の flow within に average diameter 1 mm あ る い は 2 mm の ガ ラ ス ビ ー ズ を filling し た を porous layer as a system Youdaoplaceholder0 た. ま た, organization で す の を blood flow simulation る た め に, こ の に average speed in the porous layer 2, 5 あ る い は 10 m/s で water flows を し た. Flow を with う porous layer の see hang け の 伝 conductivity と hot の company, dispersion rate determination に は, fujii ら に よ っ て proposal さ れ た レ ー ザ heating と red light outside thermometer に よ る heating surface temperature の variations change の to determine when 経 を group み close わ せ た non-contact measurement を 応 with し た. そ の results, see hanging け の 伝 conductivity と hot company の は velocity dispersion rate raised plus と と も に raised large す る こ と, ま た heating of the upper side と dirty side で は が, cryogenic fluid flows into す る upper side の party が こ れ ら の numerical が big き く な る こ と, さ ら に ビ ー ズ diameter す な わ ち の porous layer porosity に よ る differences は this be 験 van 囲 で は see ら れ な い こ と な ど Youdaoplaceholder0 Ming ら になった. Now, こ れ ら の determination results と 従 の have heat in the body movement equation に base づ く analytical results と の comparison を prepare で あ り, in the future, さ ら に hiroo van 囲 な パ ラ メ ー タ で の be 験 も project し て い る.