Учебное пособие по моделированию транспорта индикатора в кровеносной системе организма Рассмотрены вопросы, связанные с транспортом индикатора (радиоформпрепарат, помеченный изотоп) в кровеносной системе организма
|
Скачать 49.02 Kb.
|
Министерство образования и науки Российской Федерации Санкт-Петербургский государственный университет Учебно-научный центр прикладной математики-процессов управления Национальный проект «Образование» Моделирование транспорта индикатора в кровеносной системе организма Выполнено в рамках проекта Инновационная образовательная среда в классическом университете Санкт-Петербург 2006 УДК 532. 70; 542. 12 Моделирование транспорта индикатора в кровеносной системе организма: Учебное пособие / Павловский В. А. – СПб.: СПБГУ, 2006. – 54c. Проблема описания движения крови по кровеносной системе организма является центральной для обеспечения адекватного моделирования транспорта индикатора в этой системе. В работе рассмотрены вопросы описания пульсирующего течения жидкости в разветвленных эластичных сосудах кровеносной системы. Анализируется внутренняя структура крови, ее реологические характеристики, даются теоретические основы механики жидкости в сосудах. УДК 532. 70; 542. 12 Работа выполнена в рамках проекта «Инновационная образовательная среда в классическом университете» Национального проекта «Образование» © Санкт-Петербургский государственный университет, 2006 © Павловский В. А., 2006 Учебное пособие по моделированию транспорта индикатора в кровеносной системе организма Рассмотрены вопросы, связанные с транспортом индикатора (радиоформпрепарат, помеченный изотоп) в кровеносной системе организма. Транспорт осуществляется пульсирующим течением жидкости в эластичных разветвленных сосудах этой кровеносной системы. Подробно обсуждаются вопросы: - реология крови; - течение жидкости в трубах с упругими стенками; - теоретические основы механики движения жидкости в сосудах. Оглавление Введение……………………………………………………………………………4 1. Реология крови………………………………………………………………….5 1.1. Проблема реологии крови………………………………………………..5 1.2. Реологические модели механики жидкости……………………………..5 2. Структура крови. Ее физические характеристики…………………………….8 2.1. Структура крови…………………………………………………………...8 2.2. Плазма крови………………………………………………………………8 2.3. Форменные элементы крови……………………………………………...8 2.4. Физические характеристики крови…………………………………….....9 3. Течение жидкости в трубах с упругими стенками……………………………12 3.1. Пульсирующее течение в упругой системе сосудов……………………13 3.2. Режим течения в кровеносной системе………………………………….13 3.3. Проблема газосодержания и транспорта газа кровью………………….16 3.4. Гидродинамика течения жидкостей по трубам при наличии взвешенных частиц…………………………………………………………………………………….16 4. Теоретические основы механики движения жидкости в сосудах…………...20 4.1. Система уравнений гидродинамики несжимаемой жидкости…………20 4.2. Единая ламинарно-турбулентная феноменологическая модель течения несжимаемой жидкости при произвольных числах Рейнольдса…………………….34 4.3. Течение жидкости в круглой цилиндрической трубе при произвольных числах Рейнольдса………………………………………………………………………44 Список литературы………………………………………………………………..51 Введение Проблема движения крови по кровеносной системе человека вот уже несколько десятилетий привлекает внимание гидродинамиков. В самой гидродинамике наметился целый раздел - гемодинамика, которая изучает вопросы динамики крови. В данной работе рассмотрены основные вопросы гемодинамики, без понимания которых невозможно обеспечить моделирование транспорта индикатора в кровеносной системе организма. Работа в основном носит обзорный характер. В начале в ней рассмотрены вопросы реологии крови, описаны реологические модели, которые могут быть привлечены для описания движения крови в сосудах. Далее анализируется внутренняя структура крови, ее состав и физические характеристики и делается вывод о том, что, несмотря на всю сложность этой жидкости, ее можно, по крайней мере в первом приближении, считать ньютоновской. Достаточное внимание в работе уделено вопросам движения крови в сосудах, которые обладают упругими стенками. Показано, что движение крови существенно нестационарно, оно носит пульсирующий характер. Числа Рейнольдса в основном оказываются небольшими, что позволяет считать в первом приближении режим течения ламинарным. Рассмотрены вопросы гидродинамики жидкостей в трубах при наличии взвешенных частиц. Большое внимание уделено теоретическим основам механики движения жидкости в сосудах. Построена система уравнений гидродинамики несжимаемой жидкости, проанализированы режимы течения, дан обзор современных подходов в теории турбулентности и вычислительной гидромеханики. Поскольку для кровеносной системы нельзя указать точно режим течения, то к решению проблем гемодинамики можно привлечь новую феноменологическую теорию движения жидкости – универсальную ламинорно-турбулентную модель. Эта новая феноменологическая модель течения вязкой несжимаемой жидкости пригодна для расчетов течений при произвольных числах Рейнольдса. Данная универсальная ламинарно-турбулентная модель состоит из модифицированного уравнения Навье-Стокса, в котором присутствует безразмерная скалярная величина – мера турбулентности – и уравнения переноса этой величины. Модель содержит две универсальные феноменологические константы. Она дает предельные переходы – при малых числах Рейнольдса решения совпадают с классическими для ламинарного режима, а при больших – дают логарифмические профили скоростей, характерные для турбулентного режима течения и логарифмические законы сопротивления. Так для течения гидравлически гладких прямых круговых трубах профиль скоростей, полученный на основе предложенной модели, имеет сравнительно простое аналитическое выражение и содержит, при больших числа Рейнольдса, все четыре характерных участка – вязкий подслой, буферную зону, логарифмический участок и зону внешнего течения (вблизи трубы). Предложенная модель позволяет создавать простые и надежные инженерные методики расчета течений, не задумываясь о том, какой режим течения при этом реализуется – ответ на этот вопрос, если он интересует, дают конкретные результаты расчета. Такая особенность модели представляется исключительно важной для гемодинамики. |
Похожие:
 | Гемодинамика общая характеристика системы кровообращения Кровь в кровеносной системе непрерывно циркулирует, совершая полный оборот за 27 систол, т е за 20-23 секунды. Роль насоса выполняет... |  | Закон устав автомобильного транспорта и городского наземного электрического транспорта Российской Федерации. Отношения, связанные с оказанием услуг автомобильным транспортом и городским наземным электрическим транспортом... |
| Лабораторная работа №10 коррозия и защита металлов Железа: по интенсивности синего окрашивания водного раствора в присутствии красной кровяной соли K3[Fe(CN)6] – индикатора ионов Fe2+... | | Закон от 8 ноября 2007 г. N 259-фз "Устав автомобильного транспорта и городского наземного электрического транспорта" Российской Федерации. Отношения, связанные с оказанием услуг автомобильным транспортом и городским наземным электрическим транспортом... |
| В. М. Пивоев миф в системе культуры (Учебное поcобие к специальному курсу) Пивоев В. М. Миф в системе культуры: (Учебное пособие к спецкурсу) / Петрозаводская гос консерватория. Петрозаводск, 1991. 216 c | | В системе образования Меркулова Г. И., Куприянова Т. В., Спорыхина М. В., Юдин В. П. Страницы истории профсоюзного движения в системе образования России.... |
| Методическое пособие по программированию в системе Пролог для вычислительных машин типа ibm pc, работающих в операционной системе ms-dos или ms windows95/NT ... | | Учебное пособие Новосибирск 2001 удк 681. 3 Ббк 32. 973-01 в 751 Воробьева А. П., Соппа М. С. Система программирования Турбо паскаль 0: Учебное пособие. Новосибирск: нгасу, 2001. 118 с Данное учебное пособие написано в рамках изучения курса информатики студентами экономической специальности. В первой части пособия... |
| Учебное пособие для высших учебных заведений. Минск: Тетра Системе, 1996. Гетьманова А. Д. Логика. М.: Владос, 1995 Барков В. Ф., Яскевич Я. С., Павлюкович В. И. Логика: Учебное пособие для высших учебных заведений. Минск: Тетра Системе, 1996 | | Программа вступительных Анатомия как наука и предмет преподавания, значение. Уровни структуры организма. Общий образ организма. Уровни структурной организации.... |