مدلسازی و شبیهسازی انتقال حرارت در جریان رگهای خونی انسان بهکمک دینامیک سیالات محاسباتی
نویسندگان
1 کارشناس ارشد مهندسی شیمی، گروه مهندسی شیمی، دانشکدۀ نفت و مهندسی شیمی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران
2 استاد مهندسی شیمی، گروه مهندسی شیمی، دانشکدۀ نفت و مهندسی شیمی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران
doi
10.22034/ijche.2022.314830.1150چکیده
انتقال حرارت زیستی بهدلیل قابلیت کاربرد در تشخیص و درمان بیماری، نقش مهمی در بررسی و تحلیل سیستمهای زنده ایفا میکند. در سالهای اخیر، دینامیک سیالات محاسباتی بهدلیل عملکرد خوب سختافزاری و نرمافزاری، بهطور گسترده در پژوهشهای زیستپزشکی بیماری عروق و پیشرفت گرفتگی شریانهای خونی استفاده شده است که به این وسیله عوامل خطر برای پیشرفت بیماری، شناسایی و درمان میشود. هدف از این شبیهسازی بررسی جریان و انتقال حرارت خون در رگ در حالت عادی و در چندین حالت حضور پلاک با استفاده از یک مدل هندسی واقعی رگ بهکمک نرمافزاری تجاری است. خون سیالی غیرنیوتنی وغیر تراکمپذیر در نظر گرفته شده و گرانروی آن با معادلات کاریو مدلسازی شده است. بر خلاف بسیاری از پژوهشهای مشابه پیشین، سرعت ورودی بهصورت ناپایا (جریان پالسی) است و مطالعۀ انتقال حرارت بهصورت همزمان بررسی شده، همچنین یک مدل هندسی واقعی در درصدهای مختلف گرفتگی بررسی شده است. افزایش حجم پلاک باعث افزایش فشار و تنش برشی دیوارۀ رگ میشود که در حالتهای گرفتگی شدید بسیار پرخطر و همراه با افزایش احتمال پارگی رگهاست. همچنین افزایش پلاک باعث کاهش انتقال حرارت از راه خون به دیوارۀ رگها میشود. نتایج نشان میدهد که تغییری بین 10 تا 70 درصد در شاخصهای دینامیکی پس از گرفتگی مشاهده میشود؛ اما تغییر محسوسی در دمای خروجیها ایجاد نخواهد شد.
