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2010 年度 実績報告書

局所体積平均理論に基づく生体伝熱の定式化とマルチスケール解析モデルの開発と検証

研究課題

研究課題/領域番号 22360088
研究機関静岡大学

研究代表者

中山 顕  静岡大学, 工学部, 教授 (60155877)

研究分担者 桑原 不二朗  静岡大学, 工学部, 准教授 (70215119)
キーワード多孔質体 / 生体伝熱 / 熱伝導率 / 血液灌流 / クライオプローブ
研究概要

温度差がある動脈流と静脈流が対向する効果を加味すべく局所体積平均理論に基づき生体伝熱の式を導出した.血管の径と流速に応じてペクレ数が大きく異なることに留意し,対流支配階層,局所非熱平衡階層,局所熱平衡階層の3種の階層に分けて議論することの有用性を示した.このマルチスケールモデルは論文"A rigorous derivation of the bioheat equation for local tissue heat transfer based on a volume averaging theory"(Heat and Mass Transfer,Vol.46,2010,pp.739-746)として公表されたが,既にいくつかの論文で引用されつつある.
テンソル表示の微視的支配方程式に局所体積平均理論を適用し導かれる生体伝熱の基礎式であることから,血管軸に沿って導かれたWeinbaum-Jijiの式よりも一般性を有する生体伝熱の式として期待し得る
血流および血液灌流の効果を実験的に把握すべくレアルタイム血流画像化装置およびデータ処理用のコンピューターを購入した.予備実験として,赤外線を腕に照射し,サーモグラフィーで皮膚温度の変化を捉える試みに成功している.一連の計測より推定した皮膚の熱伝導率の値も妥当であることが判明している.

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2010

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] A rigorous derivation of the bioheat equation for local tissue heat transfer based on a volume averaging theory2010

    • 著者名/発表者名
      Nakayama A, Sano Y, Yoshikawa K
    • 雑誌名

      Heat and Mass Transfer

      巻: 46 ページ: 739-746

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A synthesis of tortuosity and dispersion in effective thermal conductivity of porous media2010

    • 著者名/発表者名
      Yang C, Nakayama A
    • 雑誌名

      International Journal of Heat Mass Transfer

      巻: 53 ページ: 3222-3230

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A note on a bronchial tree with 23 levels of bifurcation2010

    • 著者名/発表者名
      Nakayama A.
    • 雑誌名

      Heat and Mass Transfer

      巻: 46 ページ: 547-547

    • 査読あり
  • [学会発表] Tortuosity, dispersion and turbulence in porous media2010

    • 著者名/発表者名
      Nakayama A.
    • 学会等名
      3^<rd> International Conference on Porous Media and its Applications in Science, Engineering and Industry
    • 発表場所
      Montecatini, Italy
    • 年月日
      2010-06-21

URL: 

公開日: 2012-07-19  

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