مدل‌سازی رایانه‌ای زیستی / شبیه‌سازی رایانه‌ای زیستی
حسین قاسمی؛ محمدسعید سعیدی؛ بهار فیروزآبادی
دوره 7، شماره 3 ، آذر 1392، ، صفحه 255-264
چکیده
ساختار مجاری هوایی دستگاه تنفسی انسان پیچیده و در عین حال کاملاً متغیر است. بسیاری از مواد درمانی که به منظور درمان بیمار‌ی‌‌های ریوی استفاده می‌شوند، بصورت ذرات ائروسل وارد مجاری هوایی ریه می‌شوند. چنین فرایند درمانی نیازمند حرکت و جذب ذرات در نواحی مشخصی از ریه است. در مطالعه حاضر، مدل شامل سه نسل اول از مجاری هوایی هدایتی دستگاه ...
بیشتر
ساختار مجاری هوایی دستگاه تنفسی انسان پیچیده و در عین حال کاملاً متغیر است. بسیاری از مواد درمانی که به منظور درمان بیمار‌ی‌‌های ریوی استفاده می‌شوند، بصورت ذرات ائروسل وارد مجاری هوایی ریه می‌شوند. چنین فرایند درمانی نیازمند حرکت و جذب ذرات در نواحی مشخصی از ریه است. در مطالعه حاضر، مدل شامل سه نسل اول از مجاری هوایی هدایتی دستگاه تنفسی انسان بر اساس اطلاعات مدل هورسفیلد، ساخته شده است. با استفاده از روش تولید شبکه ساختاریافته برای مدل‌‌های پیچیده، به منظور افزایش دقت و کاهش هزینه‌‌های محاسباتی، برای این مدل -که مدلی نامتقارن و پیچیده است- شبکه ساختاریافته تولید شد. جریان آرام و سه‌بعدی به ازای دبی lit/s0.18 و lit/s0.41 در ورودی مدل مطالعه شد. این محدوده دبی به منظور آرام ماندن جریان انتخاب شد که مربوط به حالت استراحت تا فعالیت سبک انسان است. الگوی سرعت یکنواخت در حالت پایا شرط مرزی ورودی مسأله است. توزیع ذرات بر اساس الگوی سرعت اولیه ورودی با تعداد ذرات 18000 عدد استفاده شده است. به منظور مطالعه حرکت و جذب ذرات از عدد بی بعد استوکس استفاده شد. مسأله برای رینولدزهای 800، 1201، 1486 و 1800 و در اعداد استوکس مختلف 0.025، 0.051، 0.076 و 0.102 حل شد. به منظور کاهش آثار شرط مرزی بالادست و پایین‌دست، مطالعه برای نسل دوم مجاری انجام شد. برای حل میدان جریان از نرم‌افزار فلوئنت و برای ردیابی ذرات از کد ردیاب نوشته شده، استفاده شد. در نهایت رابطه‌ای برای راندمان کلی جذب ذرات در نسل دوم مجاری بر اساس اعداد بی بعد رینولدز و استوکس به دست آمد.
برهم‌کنش سیال و جامد در محیط‌های زیستی
حامد آوری؛ فرزان قالیچی؛ مجید احمدلوی داراب
دوره 2، شماره 1 ، خرداد 1387، ، صفحه 39-46
چکیده
تنظیم آهنگ تنفس یکی از متغیرهای مهمی است که افراد در هنگام فعالیت های مختلف به ویژه فعالیت های ورزشی با آن مواجه اند. در این مقاله، با استفاده از روش دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) یک مدل متقارن محوری دو بعدی مورد مطالعه قرار گرفته است. این مدل مصرف و تبادل گاز اکسیژن را در مویرگ های ریوی که در سیستم گردش خون کیسه هوایی در ریه رخ می ...
بیشتر
تنظیم آهنگ تنفس یکی از متغیرهای مهمی است که افراد در هنگام فعالیت های مختلف به ویژه فعالیت های ورزشی با آن مواجه اند. در این مقاله، با استفاده از روش دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) یک مدل متقارن محوری دو بعدی مورد مطالعه قرار گرفته است. این مدل مصرف و تبادل گاز اکسیژن را در مویرگ های ریوی که در سیستم گردش خون کیسه هوایی در ریه رخ می دهد، بررسی و مطالعه می کند. مدل دارای سه بخش اصلی متشکل از یک غشای مویرگی بدون حرکت، یک ناحیه پلاسمائی متحرک و چهار گلبول قرمز نیم دایره شکل متحرک است. نتایج به دست آمده نشان می دهد رابطه ای معکوس بین زمان اشباع گلبول های قرمز و آهنگ تنفس وجود دارد و تعداد دفعات دم و بازدم برای یک دقیقه در حالت نرمال 14 بار و برای حالات با بیشترین فعالیت 50 بار براورد می شود. با استفاده از یک عامل تبدیل رابطه ای بین حالت های مختلف فعالیت های جسمانی، با شدت متغیر و آهنگ تنفس ارائه گردیده است.
