射频加热治疗肿瘤体模实验的数值模拟

目前射频加热治疗肿瘤在临床研究方面已取得了相当大的进展 ,但在热物理方面所做的研究还较少。为了能更有效地指导临床实践 ,对射频加热治疗肿瘤的体模实验进行了描述 ,对体模内的电场和热场进行了分析 ,建立了二维的似稳电场模型和热物理模型 ,用有限元方法对体模实验进行了模拟计算 ,获得了电磁波能量在体模中的比吸收率和体模实验稳态时的温度场。模拟计算的结果和实验结果相比较达到了接近实用的精度 ,验证了该模型的合理性     

一类多模式传热系统中温度振荡现象的发现

多模式传热即在一个系统中同时兼含多种耦合传热方式的问题。近年来,由于热科学技术的进步,人们已从过去囿于单一传热过程的热分析逐渐转向综合考虑多种传热因素的耦合问题,如混合对流研究,水稻、玉米颗粒的干燥和爆裂过程中的热质传输问题研究,多相流传热研究,以及对生物体内同时兼含血液流动换热和组织导热问题的研究     

肿瘤热疗中探针加热下组织温度场演化规律的研究

研究了肿瘤热疗中实施组织温度场预示、优化加热及功率调节一体化的问题。基于新近建立的生物传热热波方程,采用双倒易边界元方法,对在一定加热方式下生物组织内的热量传递规律进行了考察。对传统Ｐｅｎｎｅｓ方程和生物传热热波方程的对比研究发现,在针对真实热疗过程中由于调节加热功率而导致的温度场演化进行模拟时,两类方程的预示结果存在明显差别,这提示了在预测和控制生物体内微小温度时所采用的精细模型应是理论基础更为严密的生物传热热波方程,且在瞬变加热作用下尤为关键。文章还研究了血液灌注率在组织温度场发生改变中的作用及其生理学意义。这些研究为建立实用的肿瘤热疗仪器打下了一定的基础。     

生物热物性全参数辨识技术及其切片实验研究

提出了一套可用于同时确定生物在体组织中随空间变化的导热率K、血液灌注率W_b和代谢热产率q_m以及导温系数α的新方法,从而克服了传统生物热物性测试技术中只能测量常物性的K、W_b和α而q_m难以利用Pennes方程测出的不足,为同时考察活体组织非均匀热参数的空间分布规律找到了一条可行途径,这是一种具有普遍意义性的方法.文中给出了一个针对大鼠头部组织的物性辨识算例,并采用切片实验考察了该方法的实际应用问题,发现采用表面力,热的办法测取材料热物性时,所得结果的精度受热渗透深度限制,并继而提出了采用空间加热措施以提高物性测试精度的设想.     

下游部件对压气机性能影响的分析

采用流线曲率法对一台三级轴流压气机在三种不同出口流道情况下的流场进行了分析，在变工况计算中还以设计点数据为依据应用了“流场诊断”技术。分析表明，压气机的外特性——压比和效率随流量的变化关系及喘振边界——受到了下游部件结构比较严重的影响，内部流场所受的影响在末级叶片上特别显著。这可归结为出口流场径向畸变的影响。从本质上看，它比入口流场畸变问题更难解决。     

生物活体组织温度振荡机理的模拟实验研究

基于作者提出的理论详细研究了活体组织温度振荡行为的物理机制,建成了类似于生物传热系统的人工模拟装置,开展了一系列原理性验证实验,所得结论与理论预示和分析得到的结果较为吻合,因而揭示了生物活体组织温度振荡效应的热波机制,使得对这一重要的热生理现象有了新的发现和认识,为进一步从事相关研究奠定了基础。本文实验装置中所观察到的温度振荡现象在工程热物理领域内可能也系首次报道。     

生物活体组织温度振荡行为的动力稳定性分析

生物组织受热扰动而发生温度变动的情形可视为一个动力学过程.作者提出的生物活体组织温升振荡效应的热波理论,并述及两种求取振荡准则的方法,但头一种方法所获准则系物性的隐含形式,不便于定量分析物性参数的影响规律;后一种方法虽能说明问题,但却略显粗糙.为此,本文采用Liapnov稳定性分析方法重新就此进行讨论,得到了更宽意义上的振荡准则和基于该现象的更深刻的认识.本文还定义了一个新的具有鲜明物理意义的无量纲参数W_t.一维直角坐标下生物体的波动传热方程为(见文献[1])中(4)式,其中为简单计,K, W_b,     

叶轮机械计算中动静叶排间的非定常效应

为了在数值分析中正确反映叶轮机械内部动静叶排流场之间的相互干涉，本文解决了两个关键问题。首先，推导了二维、无粘、可压缩、多级流场的通道平均方程并对其中的确定应力项进行了模化。其次，在Ｇｉｌｅｓ理论的基础上，提出一种与时间推时法相匹配的，适用于多级流场计算的无反射边界条件，并从物理本质上解释了它的含义；发展了一种用时间推进法求解多级流场的连续界面方法。采用无反射边界条件比较了连续界面法和混合平面法两种级间参数传递模型的实际效果，因为考虑了动静叶间的干扰，连续界面法的计算结果更接近实际值。     

生物活体组织温度振荡效应的理论与实验

报道了在一类介于生理学与热物理学之间的生命热现象——活体组织温度振荡机理研究方面所取得的成果，阐述了新的温度振荡理论的建构思想，介绍了用以证实该理论而设计的仿真实验、活体动物实验的技术路线，报道了实验中所发现的一些新现象及其研究结论，解释了以往动物实验中观察到的生命热现象的物理实质。其结论可促使人们重新全面认识生物传热本身并继而修改以往的一些温度预示模型和模式，直至推向新的临床应用。