学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

舌体三维温度场的数值计算及传热特性研究

作　者: 魏璠
导　师: 诸凯
学　校: 天津大学
专　业: 工程热物理
关键词: 舌生物传热中医舌诊实体模型血液灌注率代谢产热有限元法
分类号: R318.04
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
下　载: 162次
引　用: 4次
阅　读: 论文下载

内容摘要

生物传热学主要是研究生物体内传热传质的规律以及生物组织的热效应，是生物学、医学与传热传质学的交叉。本文是以探索中医舌诊理论为背景，运用跨学科方法对其进行生物传热方面的研究。传统医学是中华民族的瑰宝，其内涵深邃，具有系统的理论体系和显著的治疗效果。然而遗憾的是在中医舌诊机理的研究方面尚缺少客观理论作为依据，使得中医理论的完善与升华难以出现突破性的进展。本论文研究的目的是，采用热科学的理论和方法探索中医舌诊机理，研究舌体温度变化的机制，主要是血管构筑情况对舌体温度场的影响，其中重点研究三维空间中血管分布及走向，血液灌注率及代谢率等与舌体温度场的相关性。本文利用红外热像仪，激光多普勒血流计获取人舌表面温度信息及舌面微区血液循环，以此对人舌温度与血液灌注率的关系进行探讨，并就健康人及病患者之间的差异进行了分析。进行了猪舌血管铸型实验，从而获得了猪舌血管分布的物理模型。采取特定的测量方法依照舌体血管真实形态获取其在三维空间内的数据结构，并由此重构出可用于计算机网格划分所必需的几何模型。采用有限元方法对猪舌三维温度场进行了数值模拟，首次得到了动物体的三维温度分布，并就血管几何结构及生物参数对温度分布的影响进行了探讨。研究结果表明，由数值模拟方法成功得到生物体三维温度场，无论是对计算传热学的研究还是对于生物传热的深入研究都非常重要。本文不但提供了科学的计算方法和经验而且对血管传热在舌体温度分布中所起到的作用做了科学的论证。研究证明舌中血管尺度和分布形态决定了舌体温度场的状态。通过计算分析得知血液灌注率的增大使得血液对流换热量增加，从而整个舌体温度升高。代谢热对舌体温度场的影响效应不很明显，主要原因是其数值比较小。得到的舌体三维温度分布，初步证实了舌温与血管传热之间的规律，对进一步研究人舌传热特性及验证不同血液灌注率下的舌面温度与病症分区的关系具有重要的参考价值。本论文课题是国家自然科学基金和天津市自然科学基金资助的项目。

全文目录

第一章绪论  7-18
  1.1 新的学科分支--生物传热学  7
  1.2 生物传热特点  7-8
  1.3 生物传热学重要研究方向  8-14
    1.3.1 几种典型的生物传热模型  9-11
    1.3.2 生物热物性测试技术  11-13
    1.3.3 生物体温度场的重构  13-14
  1.4 本论文研究背景、内容和方法  14-18
    1.4.1 中医舌诊客观化的必要性  14-15
    1.4.2 热科学在中医舌诊方面的研究  15-16
    1.4.3 研究内容和方法  16-18
第二章实验研究  18-28
  2.1 舌面温度与血液灌注率特性研究  18-22
    2.1.1 实验对象及实验仪器  18-19
    2.1.2 实验步骤  19-20
    2.1.3 实验结果及讨论  20-22
  2.2 猪舌形体结构实验研究  22-28
    2.2.1 实验对象  23
    2.2.2 实验仪器及药剂  23
    2.2.3 实验步骤  23
    2.2.4 实验结果及讨论  23-28
第三章舌实体模型的建立  28-35
  3.1 引言  28-29
  3.2 Pro Engineer 造型设计软件  29-30
  3.3 舌体三维模型的建立  30-34
    3.3.1 舌体图元的分解  30-31
    3.3.2 建模过程  31-34
  3.4 本章小结  34-35
第四章猪舌三维温度场的数值模拟  35-54
  4.1 有限元方法概述  35-36
  4.2 多物理场仿真分析软件 ANSYS 简介  36-38
  4.3 数学建模  38-44
    4.3.1 数学模型  39
    4.3.2 边界条件  39-40
    4.3.3 方程及边界条件中各物理量的确定  40-44
  4.4 数值计算  44-53
    4.4.1 物理模型  44-46
    4.4.2 定义物性及施加载荷  46
    4.4.3 数值计算结果及讨论  46-53
  4.5 本章小结  53-54
第五章结论  54-56
参考文献  56-60
发表论文和参加科研情况说明  60-61
附录  61-62
致谢  62

舌体三维温度场的数值计算及传热特性研究

内容摘要

全文目录

相似论文