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生物组织在冻结过程中的三维相变传热问题精确解
  • ISSN号:1000-0887
  • 期刊名称:《应用数学和力学》
  • 时间:0
  • 分类:O175.21[理学—数学;理学—基础数学] TK124[动力工程及工程热物理—工程热物理;动力工程及工程热物理—热能工程]
  • 作者机构:[1]中国科学院理化技术研究所,北京100080, [2]北京科技大学热能工程系,北京100080
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(50776097)
中文摘要:

对冻结过程中的三维生物传热相变问题进行分析求解是低温生物医学中一个困难而有重要理论意义的课题.围绕离体生物材料的低温冻存过程,引入移动热源模型及Green函数法,求得几组不同边界(全对流、全定温和复合边界)条件下,生物组织瞬态温度场的三维精确解表达式;进一步地,针对低温手术中生物活体组织受单枚或多枚冷冻探针的作用问题,考虑了血液灌注率、代谢热产及探针冷源的存在,同样推导出相应边界条件下瞬态温度场的精确解.该方法对于处理复杂生物传热问题的分析求解有重要的理论参考价值.

英文摘要:

Analytically solving three dimensional (3-D) bioheat transfer problem with phase change during a freezing process is extremely difficult, however theoretically importantm. The moving heat source model and the Green function method were introduced for the cryopreservation process of in vitro biomaterials. Exact solutions for the 3-D temperature transients of tissues under various bound- ary conditions such as totally convective cooling, totally fixed temperature cooling and a hybrid between them on tissue surfaces were obtained. Further, the cryosurglcal process in living tissues subject to freezing by a single or multiple cryoprobes was also analytically solved. A closed form analytical solution to the bioheat phase change process by taking account of contributions from blood peffusion heat transfer, metabolic heat generation and heat sink of cryoprobe was derived. The present method is expected to be of significant value for analytically solving complex bioheat transfer problems with phase change.

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期刊信息
  • 《应用数学和力学》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:重庆交通大学
  • 主办单位:重庆交通大学
  • 主编:钟万勰
  • 地址:重庆南岸区重庆交通大学90信箱
  • 邮编:400074
  • 邮箱:applmathmech@cqjtu.edu.cn
  • 电话:023-62652450
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-0887
  • 国内统一刊号:ISSN:50-1060/O3
  • 邮发代号:78-21
  • 获奖情况:
  • 国际工程索引(EI)收录期刊,我国力学类核心期刊,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国数学评论(网络版),日本日本科学技术振兴机构数据库,美国应用力学评论,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:8965