دانلود ترجمه مقاله مدل اجزای محدود پوست قرار گرفته در آتش فلاش – ASME 1994

• فهرست مطالب:

مقدمه

مدل ریاضی

مدل عددی

نتایج

نتیجه گیری

• بخشی از ترجمه:

یک مدل المان محدود چند لایه با ویژگی متغیر برای پیش بینی دما و زمان پوست در سوختگی های درجه دوم و سوم در شرایط گرماسوختگی شبیه سازی شده توسعه داده شد. یک مطالعه حساسیت پیش بینی های سوختگی به تغییرات در خواص فیزیکی حرارتی پوست با استفاده از این مدل انجام شد. مشخص شد که تغییرات در این خواص روی محدوده های مورد استفاده در مدل های چند لایه پوست دارای اثرات حداقل در پیش بینی های سوختگی درجه دوم است، اما اثرات بزرگی بر پیش بینی های سوختگی درجه سوم دارد. همچنین مشخص شد که اصطلاح منبع پرفیوژن خون در معادله انتقال Pennes زیستی حرارت می تواند در پیش بینی درجه دوم و سوم به دلیل گرماسوختگی نادیده گرفته شود. پیش بینی ها از این مدل نیز با با پیش بینی ها از راه حل فرم بسته این معادله مقایسه شد که در متون مختلف برای پیش بینی سوختگی از حوادث مشابه با گرماسوختگی استفاده می شود.

نتیجه گیری

مدل المان محدود با لایه های متعدد و ویژگی متغیر از انتقال حرارت در پوست در معرض گرماسوختگی برای تست اثرات تغییرات در خواص فیزیکی حرارتی در درجه حرارت پوست و پیش بینی سوختگی مورد استفاده قرار گرفت. مشخص شد که تغییرات در خواص فیزیکی حرارتی روی محدوده های مورد استفاده در مدل های پوست چند لایه دارای اثرات حداقل بر پیش بینی های سوختگی درجه دوم است، اما اثرات بزرگتری در پیش بینی های سوختگی درجه سوم داشت. همچنین مشخص شد که عبارت پرفیوژن خون در معادله انتقال حرارت زیستی Pennes را می توان در پیش بینی سوختگی های درجه سوم و دوم به علت گرماسوختگی نادیده گرفته شود. تغییرات در ضریب پیش نمایی و انرژی فعال سازی در انتگرال سوختن Henriques دارای حداقل اثر بر پیش بینی های سوختگی درجه دوم بود، اما اثر بزرگتری در پیش بینی های سوختگی درجه سوم بود. مدل المان محدود چندلایه با ویژگی متغیر توسعه یافته در اینجا، در پیش بینی سوختگی نسبت به راهحل فرم بسته تک لایه با ویژگی ثابت برای یک شار حرارت پله ای دقیق تر است. با این حال، اگر تنها پیش بینی سوختگی درجه دوم مد نظر باشد، راه حل فرم بسته می تواند کافی باشد.

• بخشی از مقاله انگلیسی:

A variable property, multiple layer finite element model was developed to predict skin temperatures and times to second and third degree burns under simulated flash fire conditions. A sensitivity study of burn predictions to variations in thermal physical properties of skin was undertaken using this model. It was found that variations in these properties over the ranges used in multiple layer skin models had minimal effects on second degree burn predictions, but large effects on third degree burn predictions. It was also found that the blood perfusion source term in Pennes’ bioheat transfer equation could be neglected in predicting second and third degree burns due to flash fires. The predictions from this model were also compared with those from the closed form solution of this equation, which has been used in the literature for making burn predictions from accidents similar to flash fires.

Conclusions

The multiple-layer, variable property finite element model of the heat transfer in the skin subjected to a flash fire was used to test the effects of variations in thermal physical properties on skin temperature and burn predictions. It was found that variations in thermal physical properties over the ranges used in multiple layer skin models had minimal effects on second degree burn predictions, but larger effects on third degree burn predictions. It was also found that the blood perfusion term in Pennes’ bioheat transfer equation can be neglected in predicting second and third degree burns due to flash fires. Variations in the pre-exponential factor and activation energy in Henriques’ burn integral had minimal effect on second degree burn predictions, but a larger effect on third degree burn predictions. The variable property, multiple layer finite element model developed here is more accurate in making temperature and burn predictions than the constant property, single layer closed form solution for a step heat flux. However, if only second degree burn predictions must be made, the closed-form solution may be adequate.