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。     

肿瘤热疗用交变磁场发生器的研制

装置的磁路部分设计成环回形,磁路中的气隙用于产生高频磁场.在励磁线圈中加入铁氧体磁芯显著增强了装置输出的磁场强度;电路部分采用桥式拓扑结构,因而功率变换效率很高.装置的指标为:频率25～120 kHz,磁场强度6～16 kA/m.对磁场强度的测量表明磁场分布均一.使用该装置加热纳米磁性材料,可使其在室温下升温达28 ℃.这些工作为磁流体肿瘤热疗的临床应用提供了参考.     

细胞内磁热疗研究概述

热疗即加热疗法,是指通过升高肿瘤温度,利用热能杀灭癌细胞和肿瘤组织的一种物理疗法．通过在磁性纳米粒子表面进行各种修饰,提高磁性纳米粒子进入肿瘤细胞的效率及选择性,在体外交变磁场的作用下促使进入细胞内的纳米磁性粒子产热而杀伤肿瘤细胞,这种方法称为细胞内磁热疗．作者就肿瘤细胞内磁热疗的研究进展作一综述．     

超声热疗中非线性效应对组织升温的影响

在准线性条件下,计及谐波间能量转移,分析了超声热疗换能器及组织特性参数对组织内温度场的影响,并与线性条件下的结果进行了比较．     

基于模拟退火算法的磁感应治疗热籽分布

肿瘤区域内的热籽适形分布算法是肿瘤磁感应治疗计划系统中的一个关键技术,其核心问题是使用最小数量的热籽达到预期的温度场分布。为解决热籽适形分布问题,该文提出了结合热籽产热传热学的模拟退火算法。分析了应用模拟退火算法解决热籽分布问题的计算方法,包括热籽分布模型的设计、产热传热模型的建立以及退火计划的设计。考虑到热籽分布问题的特殊性,重新定义了初始温度与停止条件、评价函数与接受概率、退火策略以及具体计算步骤。通过计算机仿真对肿瘤区域建模与网格化、热籽植入模型、温度场分布以及算法迭代进行了模拟,验证了应用模拟退火算法解决热籽分布问题的可行性。     

磁流体靶向热疗对小鼠胰腺癌的作用

 为探讨磁流体靶向热疗对小鼠胰腺癌的体外和动物治疗作用,利用前期建株的小鼠胰腺腺泡细胞癌株(MPC-83)分别进行体外热疗和动物实验.对MPC-83 进行水浴热疗,分别调热疗温度为37、42、46、50℃,作用30 min,显微镜观察细胞形态变化,流式细胞仪检测凋亡和坏死细胞百分比.选择4 周龄雌性昆明种小鼠,建立MPC-83 胰腺癌皮下肿瘤模型,观察磁流体热疗(46℃和50℃)对荷瘤小鼠的作用及其病理学变化.流式细胞仪检测46℃和50℃热疗细胞凋亡和坏死百分比分别为46.13%、89.33%,与对照组比较,差异具有统计学意义(P<0.05).热疗后第14 天,46℃和50℃热疗组肿瘤生长率分别为-0.64±0.73和-0.72±0.79,与3 个对照组比较,肿瘤生长受到明显抑制(P<0.05).病理学检查示磁流体对照组,在注射磁流体24 h 可见散在的磁性纳米微粒在一定范围内分布于肿瘤细胞之间,部分肿瘤细胞和吞噬细胞吞噬了磁性纳米微粒.热疗14 d 肿瘤完全消失的小鼠皮下组织未见肿瘤细胞,可见皮下残存磁性纳米微粒,被吞噬细胞吞噬.各对照组小鼠瘤体生长旺盛,细胞核浓染分裂,可见病理性核分裂像.磁流体靶向热疗可以达到杀伤胰腺癌细胞的理想温度,能有效抑制MPC-83 胰腺癌生长,延长小鼠生存期.     

热采井筒瞬态温度场的数值模拟分析

利用有限元分析软件ANSYS分析了热井筒的瞬态传热。分析结果表明,随着注汽的进行,在模型任一位置上的径向热流量均逐渐减小,能量损耗随着注汽周期的延长而下降。因此,适当延长注汽周期有利于节省能源。如果不能延长注汽时间,则可以通过适当地增大单位时间的注汽量来降低能量损失。     

磁热疗用Fe3O4在交变磁场中的热效应

以肿瘤磁热疗为背景,采用共沉淀法合成了Fe3O4纳米粒子,在63kHz,7kA／m的中频交变磁场中研究其热效应．实验结果表明,Fe3O4磁粒子在交变磁场中有明显的热效应,尼尔驰豫是产热的主要原因,其产热比功率(SAR)与磁场强度的平方成正比,而与Fe3O4粒子的浓度以及分散介质的粘度无关。     

应用布朗弛豫磁纳米的肿瘤热疗温度测量方法

提出了一种在中高频交流叠加直流磁场的作用下利用磁流体布朗弛豫时间进行温度测量的方法.通过测量交流磁化率得到磁流体的布朗弛豫时间,根据在交直流磁场(交流频率为5~10kHz,磁场为6×10~(-4)T,直流激励磁场为7.5×10~(-4)~30.0×10~(-5) T下布朗弛豫时间与温度的关系模型获得温度信息.构建了交流磁化率的测量系统来获取弛豫时间并用实验实现了温度测量方法,测量的温度误差小于0.15K.该方法可以实现磁纳米粒子在中高频交流激励磁场下的非侵入式的温度测量.     

材料热物理参数对沥青路面温度场影响的模拟分析

首先在考虑沥青路面与周围环境热交换过程的基础上,利用ADINA有限元软件构建了沥青路面温度场评估模型,并确定了模型的边界条件,然后通过数值模拟的方法分析了导热系数、表面传热系数和路面反射率这3个材料热物理参数对沥青路面各结构层温度场的影响.结果表明：沥青路面的温度变化主要发生在其表层和面层（即沥青层）,而基层、底基层和土基的温度变化很小;相同条件下,沥青路面各结构层的日温度差会随着各结构层深度的增加而减小;沥青路面各结构层的温度会随着结构层深度的增加出现变化相位逐渐滞后的现象;修铺沥青路面时所用材料的导热系数越大、表面传热系数和路面反射率越小,沥青路面的温度越高,因此,为使整个沥青路面温度降低,铺筑沥青路面时应使用导热系数较小、表面传热系数和路面反射率较大的材料.本研究可为沥青路面的选材设计提供理论支撑,有助于改善沥青路面的温度场,减小沥青路面对城市环境造成的不良热效应.     

换热器温差场均匀性分析

结合顺,逆流换热器,对温差场的均匀程度进行了研究,提示了传热效能与温差场不均匀因子之间的关联式,该式的计算结果与有关文献数值计算的结果符合较好。在相同传热单元数和热容量流比的情况下,换热器的温差场越均匀,其传热效能越高,验证了温差场均匀性原则的正确性。     

超快冷却条件下温度场数值模拟

从导热微分方程数值差分解法入手,对轧件在粗轧和精轧之间进行超快冷却后的温度场进行了数值模拟·结果表明:当板坯初始温度为1200℃,经过6道次粗轧后,以3m/s的速度进入超快冷却区,当水冷换热系数为10kW/(m2·℃)时可以得到70℃/s的冷却速度;另外由于超冷后表面温度的强烈回复,故在进行精轧时,必须进行温度修正,保证轧件在精轧区开轧温度的精度·     

有效辐射计算对沥青路面温度场的影响

从气象学的基本原理出发,建立了路表有效辐射的日变化过程曲线的计算方法,并与 Barber、严作人及舒尔茨分别给出的结构温度场计算中有效辐射的近似计算方法进行了比较,分析结果表明:正确计算路表有效辐射对准确估计沥青路面温度场有重要影响.     

非对称热源对物体表面温度场的影响

本义通过辐射、对流、导热耦合传热模型的计算分析，对影响激光器光束不稳定的原因进行了探讨，得到不同参数下激光器底座的温度分布。提出了改进设计的意见。初步实践证明分析是合理的，对改进设计具有一定意义。     

不同脱毒方法下马铃薯脱毒效果的比较研究

为探索马铃薯脱毒的最佳方法,提高马铃薯脱毒效率及脱毒苗成苗率,采用超低温疗法＋茎尖剥离技术和热处理法＋ 茎尖剥离技术 ２ 种脱毒方法进行脱毒效果的比较研究。 结果表明:相比于超低温疗法,热处理法处理的马铃薯成苗率和脱毒 效率更高,其最佳处理方式为 ３８ ℃温度条件下热处理 ６ ｈ 后再进行茎尖剥离;同时,在该处理条件下,进一步探索了缩短脱毒 苗培养周期的最适激素配比,并发现 ＭＳ 培养基中添加 ０.５０ ｍｇ / Ｌ ＧＡ３＋０.５０ ｍｇ / Ｌ ６－ＢＡ＋０.０１ ｍｇ / Ｌ ＮＡＡ 激素后茎尖成苗率 较高,达到 ８４.６２％。     

果蔬冷藏间温度场和速度场的耦合关系探析

本论文应用有限元分析软件ANSYS/FLOTRAN对果蔬冷藏间的温度场和速度场进行了计算机数值模拟.通过对各模拟方案的结果进行比较和分析,得到了冷藏间温度场和速度场的耦合关系,从而为果蔬冷藏间温度场和速度场的求解提供理论指导.     

注塑模温度场的试验研究

讨论了二维非稳态模具温度场的数学模型。采用实测分析的方法对模具温度场进行了研究。在改变冷却水孔的直径大小及冷却水流速两种工况下,通过微机系统的采集和处理,画出注塑周期中模具型腔二维等温线和三维温度场的图形,为设计注塑模冷却系统提供了依据。     

含钢率对混凝土截面温度场分布的影响

将钢筋的圆形截面等效为面积相等的方形截面,采用四边形单元建立配置钢筋、型钢的混凝土截面的二维温度场分析模型,分析纵筋配筋率、型钢含钢率对混凝土截面温度场分布的影响.算例计算结果表明:钢筋对截面温度场分布计算结果影响较小,钢筋的存在使保护层内混凝土的温度降低,核心混凝土的温度升高,忽略钢筋对截面温度场分布的影响是合理的.型钢对截面温度场分布的计算结果影响较大,受火180min内混凝土截面内型钢翼缘中心处和截面形心处温度计算结果最大分别相差17.1℃和98.7℃;高温下型钢混凝土构件的抗火性能研究中,需要考虑型钢对截面温度场分布的影响;型钢混凝土构件火灾灾后性能评定中,核心型钢的力学性能可基本恢复.     

温度场熵在矩形散热翅片中的应用

在热力学熵和物理场熵的基础上定义了温度场熵的概念,并根据物理场熵的计算方法推导出了温度场熵的计算公式。将此公式应用于矩形散热翅片的研究中,根据翅片表面温度分布函数,计算出翅片表面的温度场熵。在与翅片传热效率比较后可定量地描述矩形散热翅片的热力学完善程度。