مدل‌سازي و شبيه‌سازي انتقال حرارت در جريان رگ‌هاي خوني انسان به‌كمك ديناميك سيالات محاسباتي

انتقال حرارت زيستي به‌دليل قابليت كاربرد در تشخيص و درمان بيماري، نقش مهمي در بررسي و تحليل سيستم‌هاي زنده ايفا مي‌كند. در سال‌هاي اخير، ديناميك سيالات محاسباتي به‌دليل عملكرد خوب سخت‌افزاري و نرم‌افزاري، به‌طور گسترده در پژوهش‌هاي زيست‌پزشكي بيماري عروق و پيشرفت گرفتگي شريان‌هاي خوني استفاده شده است كه به اين وسيله عوامل خطر براي پيشرفت بيماري، شناسايي و درمان مي‌شود. هدف از اين شبيه‌‌سازي بررسي جريان و انتقال حرارت خون در رگ در حالت عادي و در چندين حالت حضور پلاك با استفاده از يك مدل هندسي واقعي رگ به‌كمك نرم‌افزاري تجاري است. خون سيالي غيرنيوتني وغير تراكم‌پذير در نظر گرفته شده و گران‌روي آن با معادلات كاريو مدل‌سازي شده است. بر خلاف بسياري از پژوهش‌هاي مشابه پيشين، سرعت ورودي به‌صورت ناپايا (جريان پالسي) است و مطالعۀ انتقال حرارت به‌صورت همزمان بررسي شده، هم‌چنين يك مدل هندسي واقعي در درصدهاي مختلف گرفتگي بررسي شده است. افزايش حجم پلاك باعث افزايش فشار و تنش برشي ديوارۀ رگ مي‌شود كه در حالت‌هاي گرفتگي شديد بسيار پرخطر و همراه با افزايش احتمال پارگي رگ‌هاست. هم‌چنين افزايش پلاك باعث كاهش انتقال حرارت از راه خون به ديوارۀ رگ‌ها مي‌شود. نتايج نشان مي‌دهد كه تغييري بين 10 تا 70 درصد در شاخص‌هاي ديناميكي پس از گرفتگي مشاهده مي‌شود؛ اما تغيير محسوسي در دماي خروجي‌ها ايجاد نخواهد شد.