کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
11031485 1645984 2019 12 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Parameterising continuum models of heat transfer in heterogeneous living skin using experimental data
ترجمه فارسی عنوان
مدل های پیوسته پارامتر انتقال حرارت در پوست ناهمگن زنده با استفاده از داده های تجربی
کلمات کلیدی
صدمه زدن، انتقال گرما، انتقال حرارت هتروژن داده های تجربی، برآورد پارامتر، طراحی تجربی،
ترجمه چکیده
در این کار ما یک مجموعه داده تجربی اخیر را در نظر می گیریم که بیان گر هدایت گرما در بافت های گوشت خوک است. درک این مجموعه اطلاعات جدید مهم است زیرا پوست گوشت خوک شبیه پوست انسان است. درک ما از هدایت گرما در پوست زنده مربوط به درک سوختگی است که شایع، دردناک است و می تواند به درمان طولانی مدت و گران قیمت نیاز داشته باشد. یکی از ویژگی های کلیدی این است که لایه بندی شده با ویژگی های حرارتی مختلف در لایه های مختلف است. از آنجا که مجموعه داده های آزمایشی شامل هدایت گرما در بافت های نازک زنده حیوانات دچار گسیختگی می شود، محدودیت تجربی مهم این است که دمای داخل بافت زنده در یک مکان مکانی درون ساختار لایه ای اندازه گیری می شود. هدف ما تعیین این است که آیا این داده ها برای تعیین پارامترهای هدایت حرارت در پوست لایه ای قابل اعتماد هستند یا خیر، و ما از یک مدل ریاضی ساده دو لایه هدایت گرما برای تقلید از تولید داده های تجربی استفاده می کنیم. با استفاده از داده های مصنوعی تولید شده در یک مکان در مدل ریاضی دو لایه، ما کشف می کنیم که آیا می توان مقادیر نفوذپذیری حرارتی را در هر دو لایه استخراج کرد. پس از این اکتشاف اولیه، ما سپس بررسی می کنیم که چگونه توانایی ما برای به دست آوردن تغییرات حرارتی تغییر می کند زمانی که ما مکان را که داده های آزمایشی ثبت می شود، و نیز با توجه به وضعیتی که ما قادر به نظارت بر دما در دو محل در لایه لایه ساختار به طور کلی، ما دریافتیم که توانایی ما برای پارامتر کردن یک مدل هدایت گرما ناهمگن با داده های آزمایشی محدود، بسیار حساس به مکان مورد نظر جمع آوری اطلاعات است. نتایج مدل سازی ما هدایایی را در مورد طراحی آزمایشگاهی بهینه ارائه می دهد که می تواند برای هدایت مطالعات تجربی آینده استفاده شود.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه مهندسی شیمی جریان سیال و فرایندهای انتقال
چکیده انگلیسی
In this work we consider a recent experimental data set describing heat conduction in living porcine tissues. Understanding this novel data set is important because porcine skin is similar to human skin. Improving our understanding of heat conduction in living skin is relevant to understanding burn injuries, which are common, painful and can require prolonged and expensive treatment. A key feature of skin is that it is layered, with different thermal properties in different layers. Since the experimental data set involves heat conduction in thin living tissues of anesthetised animals, an important experimental constraint is that the temperature within the living tissue is measured at one spatial location within the layered structure. Our aim is to determine whether this data is sufficient to reliably infer the heat conduction parameters in layered skin, and we use a simplified two-layer mathematical model of heat conduction to mimic the generation of experimental data. Using synthetic data generated at one location in the two-layer mathematical model, we explore whether it is possible to infer values of the thermal diffusivity in both layers. After this initial exploration, we then examine how our ability to infer the thermal diffusivities changes when we vary the location at which the experimental data is recorded, as well as considering the situation where we are able to monitor the temperature at two locations within the layered structure. Overall, we find that our ability to parameterise a model of heterogeneous heat conduction with limited experimental data is very sensitive to the location where data is collected. Our modelling results provide guidance about optimal experimental design that could be used to guide future experimental studies.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: International Journal of Heat and Mass Transfer - Volume 128, January 2019, Pages 964-975
نویسندگان
, , ,