Моделирование динамики изменения температуры кожных покровов в процессе общего криотерапевтического воздействия

DOI: 10.17586/1606-4313-2018-17-2-71-77
УДК 621.593

Моделирование динамики изменения температуры кожных покровов в процессе общего криотерапевтического воздействия

Ережеп Д. ., Миникаев А.Ф. , Пронин В. А., Захаренко В. П.

Ссылка для цитирования: Ережеп Д., Миникаев А.Ф., Пронин В.А., Захаренко В.П. Моделирование динамики изменения температуры кожных покровов в процессе общего криотерапевтического воздействия // Вестник Международной академии холода. 2018. № 2. С. 71-77

Аннотация
В статье приводятся результаты численного моделирования распределения температурных полей и тепловых потоков в кожных покровах человека в ходе общекриотерапевтического воздействия. Результаты получены с использованием математической модели теплообмена между потоком газовой среды (пары жидкого азота) и биологическим объектом (пациентом общекриопевтического воздействия) в трехмерной нестационарной постановке. Исследование выполнено с применением метода конечных элементов в пакете прикладных программ Comsol Multiphysics.  Модель включала в себя слои биологической ткани (эпидерма, дерма, внутренняя ткань, подкожный слой) и воздушную среду (пары азота). Расчеты процессов теплопереноса в биологической ткани производились с использованием модуля Bioheat Transfer. В уравнении теплопроводности было учтено выделение теплоты биологических тканей человека.  Поток газообразного азота считался ламинарным. Расчеты ламинарного потока проводились в модуле Laminar Flow и описывались уравнением Навье-Стокса. Два модуля были объедены с помощью стандартных мультифизических средств программы Comsol Multiphysics. Для проверки сходимости результатов выполнен анализ модели стандартными инструментами. При расчетах все материалы приняты изотропными. Созданная нестационарная компьютерная модель позволяет описать распределение тепловых полей в кожных покровах в процессе общекриотерапевтического воздействия. Полученные результаты могут быть применены для модернизации режимов криосаун и конструирования новых криосаун с улучшенным криотерапевтическим эффектом, без вреда пациенту.

Ключевые слова: моделирование, тепловой поток, теплопроводность, температура, общее криотерапевтическое воздействие, криотерапевтический эффект.


Читать статью полностью