بررسی پدیده انتقال حرارت در کره ی چشم انسان

مدلسازی حرارتی کره یچشم انسان به منظور بررسی اثر منابع حرارتی خارجی و همچنین پیش بینی ناهنجاری های چشمی و اختلالات بیناییحیاتیجلوه می نماید

دسته بندی	مکانیک
بازدید ها	27
فرمت فایل	doc
حجم فایل	2652 کیلو بایت
تعداد صفحات فایل	51

فروشنده فایل

کد کاربری 15

تمام فایل ها

مدلسازی حرارتی کره یچشم انسان به منظور بررسی اثر منابع حرارتی خارجی و همچنین پیش بینی ناهنجاری های چشمی و اختلالات بیناییحیاتیجلوه می نماید. درک بهتر پاسخ حرارتی قسمت های مختلف چشم به شارحرارتی اعمال شده، می تواند در بهینه سازی لیزر درمانی و یا عمل جراحی چشم سودمند واقع گردد. با این مطالعه، انتقال حرارت در کره ی چشم انسانبه روش عددی و با استفاده از نرم افزار فلوئنت برای مقادیر مختلف ورودی شبیه سازی شده استو نتایج حاصله به منظور تأیید اعتباربا یکدیگر و نیز با مدل های پیشین مقایسه گردیده اند.

هندسه ی کره ی چشم انسان در دو و سه بعد، با استفاده از نرم افزار گمبیت[1] مدلسازی شده است. سپس این مدل هابه منظور شبیه سازی پدیده ی انتقال حرارت در کره چشم برای شرایط مختلف به محیط نرم افزار فلوئنت[2] وارد شده اند. همانند بسیاری از کارهای پیشین در این زمینه ، جریان حرارت در زلالیه درشبیه سازی های مقدماتینادیده گرفته شده است. پس از حل معادله ی انتقال حرارت در کره ی چشم، نتایج به دست آمده با مقالات و ژورنال های مشابه مقایسه گردیده اند. پس از احراز اعتبار، مدل جهت در نظر گرفتن اثر جریانسیال زلالیه در توزیع دمای چشم، توسعه یافته است. نتایج بدست آمده از این مطالعه می تواند امکان ارائه یک ایده ی کیفی در مورد آثار دمایی جریان زلالیه در کره ی چشم انسان و اهمیت آن در تجزیه و تحلیل حرارتی کره ی چشم انسان را فراهم کند. با در نظر گرفتن نتایج به دست آمده از الگوهای جریان در داخل زلالیه برای مدل سه بعدی، ضروری است که این ناحیه را در سه بعد طوری که جریان در جهات مختلف حرکت می نماید، مدلسازی نماییم.

1-1- کلمات کلیدی انگلیسی:

Bio heat transfer, human eye heat transfer, aqueous humour fluid flow, laser surgery, numerical simulation.

1-2- کلمات کلیدی فارسی:

انتقال حرارت زیستی، انتقال حرارت در چشم، جریان سیال زلالیه، جراحی لیزر، شبیه سازی عددی

فهرست مطالب

1- چکیده. 1

1-1- کلمات کلیدی انگلیسی:2

1-2- کلمات کلیدی فارسی:2

2- مقدمه :3

3- مرور مطالب... 4

3-1- مکانیزم تولید حرارت در بافت ها4

3-2- تحقیقات پیشین.. 4

3-3- معادلات حاکم.. 7

4- مدلسازی و شبیه سازی.. 11

4-1- هندسه ی چشم.. 11

4-2- مقدمه ای بر نرم افزارگمبیت... 12

4-3- تجزیه و تحلیل.. 15

5- نتایج.. 18

5-1- مدلسازی انتقال حرارت درچشم انسان در شرایط عادی.. 18

5-1-1- مدل ساده. 18

5-2- مدلسازی انتقال حرارت در چشم انسان تحت عمل جراحی لیزر. 21

5-3- مدلسازی جابجایی طبیعی و جریان سیال در زلالیه. 25

6- نتیجه گیری.. 31

7- مراجع.. 33

8- پیوست... 34

8-1- یو دی اف نوشته شده در فلوئنت... 34

8-2- شبکه بندی.. 38

8-3- کانتورهای دما40

فهرست جدول ها

جدول 1- چگالی و خواص حرارتی بافت های چشم.. 16

جدول 2- گرمای تولید شده در نواحی مختلف چشم.. 22

جدول 3 -دما در مرکز RPE برای مطالعه اثر پرفیوژن خون در مشیمیه. 24

جدول 4- تنظیمات مسئله در مدلسازی سه بعدی جابجایی طبیعی و جریان سیال درناحیه ی مایع زلالیه. 26

جدول 5- خصوصیات حرارتی مایع زلالیه. 26

فهرست شکل ها

شکل 1- شکل شماتیک کره ی چشم انسان.. 11

شکل 2- (الف) : تصویر دو بعدی از کره ی چشم انسان که برای مدلسازی در نرم افزار گمبیت مورد استفاده قرار گرفته است. (ب) : مش کامل دو بعدی تولید شده در نرم افزار گمبیت... 14

شکل 3- کنتور های دمای استاتیک برای مدل دو بعدی چشم بدون منبع انرژی خارجی (الف) : نیمی از کره ی چشم (ب) : چشم کامل.. 19

شکل 4- (الف) : مقایسه مدل فعلی با مدل های اسکات و ان جی (ب) : مقایسه ی مدل فعلی با مدل های ناریسمهان و اسکات 21

شکل 5- توزیع دما در حالت دائمی در امتداد خط مرکزی برای های متفاوت شکل بالا: در امتداد محور مسیر لیزر شکل پایین: در ناحیه RPE (الف) : مدل فعلی (ب) مدل ناریسمهان.. 23

شکل 6- جریان در داخل زلالیه (الف): در حالت عادی دائمی (ب) : در حالت دائمی و اثر تولید حرارت ناشی از عمل جراحی لیزر (ج) : پس از گذشت 100 میلی ثانیه. 29

شکل 7- بردار های سرعت در داخل زلالیه (الف) : در شرایط عادی معمولی (ب) : در حالت دائمی و در حضور اثرات گرمایی تولیدی ناشی از عمل جراحی لیزر (ج) : پس از گذشت 100 میلی ثانیه از آغاز عمل جراحی لیزر اثرات گرمایی تولیدی ناشی ار آن.. 29

شکل 8- پروفیل های دمای استاتیک در حضور اثرات گرمای تولیدی ناشی از عمل جراحی لیزر برای مدل های مختلف (الف) : در امتداد محور مسیر پرتو های لیزر (ب) : در زلالیه. 30

شکل پیوست 1- مش دو بعدی تولید شده در نرم افزار گمبیت... 38

شکل پیوست 2- مش دو بعدی نیمه ی چشم که در نرم افزار گمبیت تولید شده است و ناحیه ی RPE را در نظر می گیرد.38

شکل پیوست 3- مش کامل سه بعدی تولید شده با استفاده از نرم افزار گمبیت... 39

شکل پیوست 4- باقیمانده ی مدرج (Scaled residuals ) برای شبیه سازی حالت دائمی نیمه ی دو بعدی چشم 39

شکل پیوست 5- کنتور های دمای استاتیک در حالت دائمی (الف) : مدل دو بعدی چشم (ب) : برای مدل دو بعدی متقارن 40

شکل پیوست 6- کنتور های دمای استاتیک برای انتقال حرارت حالت دائمی در چشم تحت عمل جراحی لیزر. 41

شکل پیوست 7- کنتور های دمای استاتیک پس از گذشت 100 میلی ثانیه از آغاز عمل جراحی لیزر. 41

شکل پیوست 8- کنتور های دمای استاتیک پس از گذشت 100 میلی ثانیه از آغاز عمل جراحی لیزردر مدل سه بعدی 42

شکل پیوست 9- کنتور های دمای استاتیک پس از گذشت 100 میلی ثانیه از آغاز عمل جراحی لیزردر مدل سه بعدی 42

شکل پیوست 10- پروفیل های دمای استاتیک حالت دائمی برای نرخ های مختلف پرفیوژن (الف) : در امتداد محور پرتو های لیزر (ب) : در ناحیه ی RPE.. 43

شکل پیوست 11- نتایج دمای انتقالی از صفر میلی ثانیه تا 100 میلی ثانیه برای نرخ های مختلف پرفیوژن مشیمیه (الف) : در امتداد محور پرتو های لیزر (ب) : در ناحیه ی RPE.. 43

شکل پیوست 12- پروفیل های دمای استاتیک در امتداد محور مرکزی چشم.. 43

شکل پیوست 13- نتایج دمای انتقالی از صفر میلی ثانیه تا 100 میلی ثانیه برای نرخ های مختلف پرفیوژن مشیمیه در امتداد محور پرتو های لیزر. 44

شکل پیوست 14- پروفیل های دمای استاتیک حالت دائمی تحت عمل جراحی لیزر در امتداد محور چشم.. 44

انتقال حرارتکره ی چشم انسانانتقال حرارت زیستیانتقال حرارت در چشمجریان سیال زلالیهجراحی لیزرشبیه سازی عددی

عوامل مؤثر بر عایق حرارتی شدن پرده

کاهش ذخایر انرژی و نگرانی مشتری به خاطر هزینه‌های انرژی به افزایش نیاز برای تحقیق در حوزه حفظ انرژی منجر شده است

دسته بندی	نساجی
بازدید ها	46
فرمت فایل	doc
حجم فایل	928 کیلو بایت
تعداد صفحات فایل	151

فروشنده فایل

کد کاربری 15

تمام فایل ها

کاهش ذخایر انرژی و نگرانی مشتری به خاطر هزینه‌های انرژی به افزایش نیاز برای تحقیق در حوزه حفظ انرژی منجر شده است. حفظ انرژی در ساختمان‌ها، حفظ انرژی گرمایی همراه با استفاده کم از انرژی را شامل می‌شود و تا حدودی با حداقل کردن جریان گرمایی بین محیط‌های بیرون و داخل بدست می‌آید. مطالعات کمی در مورد نقش وسایل نساجی خانگی در حفظ انرژی خانه وجود داشته است. اگرچه پنجره‌های دارای عایق بندی خوب پیدا شده‌اند که انتقال گرما بین محیط بیرون و داخل را کاهش می‌دهند، اما نقش پرده‌های ضخیم در عایق‌بندی پنجره به طور مفصل بررسی نشده‌اند، مخصوصاً مواردی که به تعدیل رطوبت نسبی داخل مربوط می‌شوند.

پنج درصد از مصرف کلی انرژی ملی ما، از طریق پنجره‌های ساختمانی به هدر می‌رود. اخیراً تکنیک‌های حفظ انرژی خانه، در کاهش اتلاف انرژی از طریق پنجره‌ها دارای کارایی کمتری نسبت به تکنیک‌های حفظ انرژی از طریق دیوارها، سقف‌ها و کف‌ها بوده‌اند.

اگرچه اتلاف کلی انرژی از یک خانه کاهش می‌یابد زمانی که به خوبی عایق‌بندی شود ولی با این حال درصد واقعی اتلاف انرژی از طریق پنجره‌ها افزایش می‌یابد. انواع خاصی از طرح‌های پنجره در کاهش اتلاف انرژی مؤثر هستند. با این وجود، این کاهش هنوز با کاهش اتلاف انرژی از طریق دیوارهای دارای عایق مناسب برابر نیست.

اگر به خوبی سامان‌دهی شود، پرده‌های پنجره می‌توانند به کاهش اتلاف انرژی از طریق پنجره‌ها کمک کنند. همچنین آنها مزیت انعطاف‌پذیری را نیز دارد که به سادگی می‌توان آنها را باز کرد تا از انرژی خورشیدی استفاده حداکثر را برده یا اینکه بسته شوند تا اتلاف انرژی را کاهش دهند.

پرده‌ها می‌توانند بر حفظ انرژی به وسیله کاهش اتلاف حرارتی زمستان و بدست آوردن حرارت تابستان تأثیر گذارند. بررسی‌ها نشان داده‌اند که توانایی وسایل سایبان پنجره برای مسدود کردن جریان هوا، تنها ویژگی مهم در تأثیر بر مقدار کلی عایق بندی می‌باشد. با این وجود اگر پرده‌ها با مدل درزبندی کاربردی و کارایی طراحی شوند.

تا اتلاف حرارت همرفتی را کنترل کنند، اهمیت بافت دیگر، ویژگی‌های ساختاری و تاروپود به میان می‌آید. در حالی که چنین مطالعه مجزا بر ویژگی‌های عایق بندی مختلف پرده‌ها و دیگر وسایل سایبان متمرکز شده‌اند، اهمیت نسبی هر یک از این فاکتورها مشخص نشده‌اند.

رطوبت‌های نسبی داخل به طور فصلی فرق می‌کنند. براساس نوع سیستم گرمایی مورد استفاده، رطوبت‌های نسبی بسیار پایین در زمستان متحمل می‌شوند. با این وجود، پیشرفت‌ها در تکنولوژی ساخت و ساز که از تأکید اخیر بر راندمان گرمایی نشات گرفته، به مقادیر کم نشت و هواکشی در ساختمان‌ها منجر شده است. علاوه بر تأثیر نامطلوب کیفیت هوای داخل وضعیت دیگری که از ترکیب نشت کم و دماهای پایین داخل نشات می‌گیرد افزایشی در رطوبت نسبی داخل اغلب تا نقطه تقطیر در ساختمان می‌باشد. پیچیدگی بیشتر مسئله، رطوبت نسبی داخل را از طریق استفاده از دستگاه‌های مرطوب کن مکانیکی افزایش می‌دهد و به عنوان محافظتی در مقابل سرمای زمستان توصیه می‌شود.

خواه به خاطر نشت کم، دمای پایین داخل یا استفاده از دستگاه‌های مرطوب‌کن فنی، تغییرات رطوبت نسبی بر ویژگی‌های عایق بندی پارچه‌های پرده تأثیر خواهد گذاشت.

رابطه بین خصوصیات جذب رطوبت از یک بافت و ویژگی‌های عایقی آن در سطوح مختلف رطوبت نسبی توضیح داده نشده است. در حالی که انتظار می‌رود که پرده‌های دارای بافت‌های هیدرولیک واکنش بیشتری به تغییر در رطوبت نسبی نسبت به بافت‌هایی نشان خواهند داد از بافت‌های هیدروفوبیک تشکیل شده‌اند، اما تأثیر این واکنش روی ویژگی‌های عایق پرده در این مقاله گزارش نشده است.

تعیین انرژی بهینه که خصوصیات پرده‌ها را حفظ می‌کند ضروری است تا پرده‌ها را توسعه دهند تا زمانی که در ترکیب با پنجره‌های خوب عایق‌بندی شده استفاده می‌شوند، اتلاف انرژی پنجره را به اندازه اتلاف انرژی از طریق دیوارها کاهش خواهد داد، در حالی که مزایای مطلوب پرده‌ها و پنجره‌ها شامل انعطاف‌پذیری، قابل مشاهده بودن و حرارت خورشیدی را موقع نیاز و وجود حس زیباشناسی را افزایش می‌دهد.

این پروژه بر روابط میان انتقال حرارت، رطوبت نسبی و چند بافت و پارچه و ویژگی‌های ساختاری پرده‌ها متمرکز است. متغیرهای مستقل نوع بافت (هیدروفیلیک یا هیدروفوبیک)، رنگ، ساختار پارچه (باز بودن بافت) فشردگی بافت پارچه رویی، و پارچه آستری و فاصله بین روی پارچه پرده و آستر را شامل می‌شوند. متغیر وابسته مقدار انتقال گرمایی از پرده به اضافه پنجره می‌باشد. مقادیر انتقال از مدل‌های پرده که ترکیبات سطوح مختلف هر یک از متغیرها را دارا می‌باشد، به دو روش رطوبت نسبی مختلف اندازه‌گیری می‌شود.

فهرست مطالب

مقدمه1

1-1- اهداف4

1-2- فرضیه ها5

1-3- پنداشت ها (گمان ها6

1-4- محدودیت ها6

1-5- تعاریف7

فصل دوم10

مرور مقاله 10

2-1- حفظ انرژی11

2-2- تئورسی انتقال حرارت12

2-3- طراحی و عملکرد پنجره14

2-4- ویژگی های بافت، لیف (رشته) وپارچه17

2- 5- نشت پذیری هوا و تخلخل19

2-5-1- رابطه بین نشت پذیری هوا و تخلخل21

2-5-2- تخلخل و هندسه پارچه22

2-5-3- فاکتورهای پارچه و لیف مرتبط با نشت پذیری هوا27

2-5-4- لایه‌های چندگانه پارچه29

2-6- رطوبت30

2-7- پرده‌ها و دیگر وسایل عایق‌بندی پنجره32

2-8- ابزار سازی63

فصل سوم: رویکرد67

3-1- پارچه‌ها68

3-2- ویژگی‌های پارچه69

3-3- شکل هندسی پرده‌ها75

3-3-1- تعیین سطح اسپیسر81

3-3-2- تعیین حجم90

3-3-3- مساحت سطح پارچه91

3-4- انتقال حرارت92

3-5- طرح تجربی (آزمایشی94

3-6- تحلیل آماری 97

فصل چهارم99

نتایج و بحث 99

4-1- مقدمه100

4-2- ضریب گسیل لایه‌های تکی 101

4-2-1- تضادها براساس نوع بافت109

4-2-2- تفاوت‌ها براساس گشادی بافت110

4-2-3- تفاوت‌های براساس رنگ پارچه 111

4-3- آزمایش‌های دو لایه112

4-3-1- نوع پارچه116

4-3-2- فشردگی پرده117

4-3-3- فشردگی آستری117

4-3-4- فاصله سه بعدی118

4-3-5- ترکیب فشردگی پرده و فشردگی آستری119

4-3-6- ترکیب فشردگی پرده، فشردگی آستری و فاصله گذاری121

4-3-7- رطوبت نسبی123

4-3-8- خلاصه نتایج چند لایه124

4-4- ویژگی‌های فیزیکی124

4-4-1- مدل‌های تک لایه125

4-4-2- مدل‌های چند لایه129

4-4-3- ویژگی‌های منحصر بفرد131

4-5- خلاصه132

فصل پنجم 137

خلاصه، بحث‌ها و توصیه‌ها137

5-1- خلاصه و نتایج138

5-2- توصیه‌ها141

عنوان صفحه

2-1. جدول : ویژگی های فیزیکی پارچه34

2-4. جدول : مقدار با عدد a DF = فشردگی پرده به درصد و b LF = فشردگی آستر41

2-10. جدول. دو عامل تحلیل واریانس برای پارچه‌ها در لایه‌های مجزا42

2-13. جدول ضریب گسیل، با نوع بافت و رطوبت نسبی42

2-23. جدول مقادیر ضریب گسیل با فشردگی پرده و فشردگی آستری44

2-24. جدول مقادیر ضریب گسیل با فشردگی پرده، فشردگی آستری و فاصله گذاری 45

2-25. جدول ضریب گسیل توسط پارچه و فشردگی پرده46

2-26. جدول ضریب گسیل توسط پارچه و فشردگی آستر46

2-27. جدول ضریب گسیل با پارچه و فاصله گذاری47

2-28 .جدول ضریب گسیل با پارچه و رطوبت نسبی47

2-40. جدول مقادیر ضریب گسیل ـ فاز 2 (لایه‌های دوگانه53

3-5 . جدول مساحت سطح پارچه91

3-6. جدول مساحت سطح پارچه در وضعیت (مختلف91

4-7. جدول مقادیر ضریب گسیل پارچه‌ها (تک لایه‌ها، صاف105

4-14. جدول ضریب گسیل‌ها توسط گشادی بافت108

4-15. جدول ضریب گسیل‌ها توسط گشادی بافت و رطوبت نسبی108

4-16. جدول ضریب گسیل‌ها توسط رنگ108

4-17. جدول ضریب گسیل‌ها توسط گشادی بافت و رطوبت نسبی110

4-18. جدول ضریب گسیل‌ها توسط رنگ111

4-19. جدول تفاوت‌های پارچه‌های تک لایه براساس رنگ112

4-20. جدول میانگین‌های تأثیرات عامل اصلی برای مدل‌های چند لایه114

4-21. جدول تحلیل‌های واریانس برای پارچه‌های لایه‌دار شده115

4-31. جدول تحلیل‌های رگرسیون برای پارچه‌های تک لایه مدل 1125

4-32. جدول تحلیل‌های رگرسیون برای پارچه‌های تک لایه، مدل 2127

4-33. جدول تحلیل‌های رگرسیون برای پارچه‌های تک لایه ـ مدل 3127

4-34. جدول تحلیل رگرسیون برای پارچه‌های تک لایه ـ مدل 4128

4-35. جدول تحلیل‌های رگرسیون برای پارچه‌های تک لایه ـ مدل 5129

4-36. جدول تحلیل‌های رگرسیون برای پرده‌های چند لایه ـ مدل 1130

4-37. جدول تحلیل‌های رگرسیون برای پرده‌های چند لایه ـ مدل 2131

4-38. جدول تحلیل‌های رگرسیون پرده‌های چند لایه ـ مدل 3131

5-39.جدول مقدار ضریب گسیل ـ فاز یک (تک لایه137

2-2 نمودار : تراوش پذیری هوا از لایه های متوالی پارچه G 36

2-5 نمودار:ساختار منحنی دارای فشردگی 50 درصدی 37

2-6 نمودار:تعیین فشردگی 50 درصدی 37

2-11 نمودار:هندسه فاصله دارای فشردگی 50 درصد38

2-12 نمودار:بخش A12 از فاصله اندازفشردگی 50 درصد39

2-13 نمودار:هندسه فاصله انداز دارای فشردگی 100درصد40

2-31 نمودار.ضریب گسیل حرارت پارچه‌های تکی در سطوح متفاوت رطوبت 42

2-32 نمودار.ضریب گسیل انواع بافت با سطوح رطوبت نسبی42

2-33 شکل .ضریب گسیل پارچه‌های پرده لایه شده با پارچه آستری43

2-34 نمودار.تفاوت‌ها در ضریب گسیل بین پارچه‌ها با فشردگی پرده 47

2-35 نمودار.تأثیر فشردگی آستری روی ضریب گسیل48

2-36 نمودار.تأثیر فشردگی استری روی ضریب گسیل پارچه‌های مختلف پرده‌ای 49

2-37 نمودار. ضریب گسیل پرده‌ها با فاصله‌گذاری 50

2-38 نمودار.تأثیر فاصله گذاری بین پارچه‌های روی ضریب گسیل 51

2-39 نمودار. تفاوت‌ها در ضریب گسیل بین پارچه‌ها با رطوبت نسبی 52

3-1 نمودار . فاکتورهای پارچه68

3-3 شکل فاکتورهای شکل 76

7-7 شکل. فشردگی صد در صد78

3-8 شکل ایجاد کمان دارای فشردگی 100 درصد78

3-9 شکل اسپیسر آستری 79

3-10 شکل. اسپیسرهای اولیه و ثانویه80

3-14 شکل. بخش A1 از اسپیسر دارای فشردگی 100 درصد84

3-15 شکل. بخش A2 از اسپیسر دارای فشردگی 100 درصد84

3-16 شکل. اسپیسر مورد استفاده برای فشردگی آستری 50 درصد85

3-17 شکل. اسپیسرمورد استفاده برای فشردگی پرده 50 درصد با آستری صاف وفاصله گذاری صفر85

3-18 شکل. اسپیسر مورد استفاده برای فشردگی پرده 50 درصد با آستری صاف و فاصله گذاری 4/1 اینچ 85

3-19 شکل. اسپیسر مورد استفاده برای فشردگی پرده 50 درصد با آستری صاف و فاصله گذاری2/1 اینچ 85

3-20 شکل. اسپیسر مورد استفاده برای فشردگی آستری 100 درصد85

3-21 شکل. اسپیسر مورد استفاده برای فشردگی پرده 100 درصد با آستری صاف و فاصله گذاری صفر86

3-22 شکل. اسپیسر مورد استفاده برای فشردگی پرده 100 درصد با آستری صاف و فاصله گذاری 4/1 اینچ 86

3-23 شکل. اسپیسر مورد استفاده برای فشردگی پرده 100 درصد با آستری صاف و فاصله گذاری2/1 اینچ 86

3-24 شکل. اسپیسر برای سطوح یکسان فشردگی پرده و فشردگی آستری86

3-25 شکل. کمان‌های اسپیسر مورد استفاده برای سطوح یکسان فشردگی پرده و فشردگی آستری 87

3-26 شکل. کمان‌های اسپیسر فشردگی 100 درصد88

3-27 شکل. پنجره آزمایشی 93

3-28 شکل. طرح تحقیق ـ فاز یک95

3-29شکل. طرح تحقیق ـ فاز دو96

4-30 شکل ضریب گسیل حرارتی پارچه‌های تک لایه105

عایق حرارتی شدن پردهعایقعایق حرارتیپردهحفظ انرژیانتقال حرارت