397 views
پیشینه تحقیق روشهای بهینهسازی توابع و روش انتقال حرارت معکوس و تحقیقات انجام شده تاثیر خنک کاری مغز دارای ۶۲ صفحه می باشد فایل پیشینه تحقیق به صورت ورد word و قابل ویرایش می باشد. بلافاصله بعد از پرداخت و خرید لینک دنلود فایل نمایش داده می شود و قادر خواهید بود آن را دانلود و دریافت نمایید . ضمناً لینک دانلود فایل همان لحظه به آدرس ایمیل ثبت شده شما ارسال می گردد.
۱-۱ مقدمه: ۵
۱-۲- تاریخچه: ۱۰
۲-بررسی روشهای بهینهسازی توابع ۱۸
۲-۱ مسائل بهینهسازی ۱۸
۲-۲ دستهبندی روشهای بهینهسازی ۱۹
۲-۳ راهحل کلی ۲۰
۲-۴ نرخ همگرائی ۲۱
۲-۵-۱ محاسبه گرادیان ۲۴
۲-۵-۲ تعیین طول گام بهینه در جهت کاهش تابع ۲۵
۲-۶ معیار همگرائی ۲۶
۲-۷ روش کاهش سریع ۲۷
۲-۸ مقدمه ای بر روش انتقال حرارت معکوس ۲۷
۲-۸-۱ مقدمه ۲۷
۲-۸-۲ مشکلات حل مسائل انتقال حرارت معکوس ۲۹
۲-۸-۳ ارزیابی روشهای مسائل معکوس حرارتی ۳۳
۲-۸-۴ تکنیکهای حل مسائل انتقال حرارت معکوس ۳۳
۲-۸-۵ تکنیک I ۳۶
۲-۸-۵-۱ شرح تکنیک ۳۶
۲-۸-۵-۲ روشهای محاسبه ضرایب حساسیت ۳۹
۲-۸-۶ تکنیک II ۴۰
۲-۸-۶-۱ متد گرادیان مزدوج ۴۰
۲-۸-۶-۲ الگوریتم محاسباتی تکنیک دوم ۴۶
۲-۸-۶-۳ اندازهگیری پیوسته ۴۷
۲-۸-۷ تکنیک III ۴۸
۲-۸-۷-۱ روش گرادیان مزدوج با مسئله اضافی جهت تخمین پارامترها ۴۸
۲-۸-۷-۲ الگوریتم محاسباتی تکنیک سوم ۵۱
۲-۸-۸ تکنیک IV ۵۲
۲-۸-۸-۱ گرادیان مزدوج با مسئله الحاقی برای تخمین توابع ۵۲
۲-۸-۸-۲ الگوریتم محاسباتی تکنیک چهارم ۵۴
مراجع: ۵۶
Dietrich W. 1992. “The importance of brain temperature in cerebral injury”, J. Neurotraum., 9, pp. S475–S485. | [۱] |
Busto R., Dietrich W., Globus M., Ginsberg M., 1989. “The importance of brain temper ature in cerebral ischemic injury”, Stroke., 20, pp. 1113– ۱۱۱۴٫ | [۲] |
Polderman K., 2004. “Application of therapeutic hypothermia in the ICU: opportunities and pitfalls of a promising treatment modality. Part 1: indications and evidence”, Intensive. Care. Med., 30, pp. 556–۵۷۵٫ | [۳] |
Davies A., 2005. “Hypothermia improves outcome from traumatic brain injury”, Crit. Care. Resusc., 7, pp. 238–۲۴۳٫ | [۴] |
Henderson W., Dhingra V., Chittock D., Fenwick J. C., Ronco J. J., 2003. “Hypothermia in the management of traumatic brain injury: a systematic review and meta-analysis”, Intensive Care. Med., 29, pp. 1637–۱۶۴۴٫ | [۵] |
Hutchinson J., Ward R., Lacroix J., Hebert P., Barnes M., Bohn D., Dirks P., Doucette S., Fergusson D., Gottesman R., Joffe A., Kirpalani H., Meyer P., Morris. K., Moher D., Singh R., Skippen P., 2008. “Hypothermia therapy after traumatic brain injury in children”, New Engl. J. Med., 358, pp. 2447–۲۴۵۶٫ | [۶] |
Liu W., Qiu W., Zhang Y., Wang W.M., Lu F., Yang X.F., 2006. “Effects of selective brain cooling in patients with severe traumatic brain injury: a pre- liminary study”, J. Int. Med. Res., 34, pp. 58–۶۴٫ | [۷] |
Yeting He, Masami Fujii., Takao Inoue., Sadahiro Nomura., Yuichi Maruta, Fumiaki Oka, Satoshi Shirao, Yuji Owada, Hiroyuki Kida, Ichiro Kunitsugu, Toshitaka Yamakawa, Tatsuji Tokiwa, Takeshi Yamakawa, Michiyasu Suzuki 2013. “Neuroprotective effects of focal brain cooling on photochemically-induced cerebral infarction in rats: Analysis from a neurophysiological perspective”, J. Brain Research., 1497, pp. 53-60. | [۸] |
[۹] | Nelson D., Nunneley S., 1998. “Brain temperature and limits on transcranial cooling in humans: quantitative modeling results”, Eur. J. Appl. Physiol. 78, pp. 353–۳۵۹٫ |
[۱۰] | Zhu L., Diao C., 2001. “Theoretical simulation of temperature distribution in the brain during mild hypothermia treatment for brain injury”, Med. Biol. Eng. Comput., 39, pp. 681–۶۸۷٫ DOI: 10.1007/BF02345442 |
[۱۱] | Van Leeuwen G.M.J., Hand J.W., Lagenduk J.J.W., Azzopardi D.V.,Edwards A.D., 2000. “Numerical modeling of temperature distribution within the natal head”, Pediatr Res., 48, pp. 351–۳۵۶٫ DOI: 10.1203/00006450-200009000-00015 |
[۱۲] | Sukstanskii A.L., Yablonskiy D.A., 2004. “An analytical model of temperature regulation in human head”, J. Therm. Biol., 29, pp. 583–۵۸۷٫ |
[۱۳] | Zhu M., Ackerman J.J., Sukstanskii A., Yablonskiy D.A., 2006. “How the body controls brain temperature: the temperature shielding effect of cerebral blood flow”, J. Appl. Physiol., 101, pp. 1481–۱۴۸۸٫ |
[۱۴] | Ku, Y.-T., Montgomery, L. D. and Webbon, B. W., 1996. “Hemodynamic and Thermal Responses to Head and Neck Cooling in Men and Women”, American J. Phys. Med Rehabilitation, 75 (6), pp. ۴۴۳-۴۵۰٫ |
توسعه کامپیوتر و ابزار محاسباتی، رشد روشهای عددی را برای مدلسازی پدیدههای فیزیکی تسریع کرده است. برای مدلسازی یک پدیده فیزیکی به یک مدل ریاضی و یک روش حل نیاز است. مدلسازی مسائل هدایت حرارتی نیز بهمانند دیگر پدیدههای فیزیکی با حل معادلات حاکم امکانپذیر است. برای حل مسائل هدایت حرارتی به اطلاعات زیر نیاز داریم:
هندسه ناحیه حل
شرایط اولیه
شرایط مرزی (دما یا شار حرارتی سطحی)
خواص ترموفیزیکی
محل و قدرت منبع حرارتی درصورتیکه وجود داشته باشند.
پس از حل معادلات حاکم توزیع دما در داخل ناحیه حل به دست میآید. این نوع مسائل را مسائل مستقیم حرارتی میگوییم. روشهای حل مسائل مستقیم از سالها پیش توسعهیافتهاند. این روشها شامل حل مسائلی با هندسه پیچیده و مسائل غیرخطی نیز میگردند. علاوه بر این پایداری و یکتایی این روشها نیز بررسیشده است. روشهای اولیه عمدتاً بر مبنای حلهای تحلیلی بودهاند.
این روشها بیشتر برای مسائل خطی و با هندسههای ساده قابلاستفاده هستند. برعکس، روشهای عددی دارای این محدودیت نبوده و برای کاربردهای مهندسی بیشتر موردتوجه هستند.
دسته دیگر از این مسائل که در دهههای اخیر موردتوجه قرارگرفتهاند، مسائل معکوس حرارتی هستند. در این نوع از مسائل یک یا تعدادی از اطلاعات موردنیاز برای حل مستقیم، دارای مقدار معلومی نمیباشند و ما قصد داریم از طریق اندازهگیری دما در یک یا چند نقطه از ناحیه موردنظر، به تخمین مقادیر مجهول بپردازیم.
بهطورکلی میتوان گفت که در مسائل مستقیم حرارتی، علت(شار حرارتی، هندسه و…) معلوم، و هدف یافتن معلول(میدان دما) است. اما در مسائل معکوس حرارتی، معلول(دما در بخشها و یا تمام میدان)، معلوم است، و هدف یافتن علت (شار حرارتی، هندسه و…) است.
مسائل انتقال حرارت معکوس که IHTP[1] نیز نامیده میشوند با استناد بر اندازهگیریهای دما و یا شار حرارتی، کمیتهای مجهولی را که در آنالیز مسائل فیزیکی در مهندسی گرمایی ظاهر میشوند، تخمین میزنند. بهعنوانمثال، در مسائل معکوسی که با هدایت حرارت مرتبط میباشند، با استفاده از اندازهگیری دما در جسم میتوان شار حرارتی مرز را اندازهگیری نمود. این در حالی است که در مسائل هدایت حرارت مستقیم با داشتن شار حرارتی، میدان دمای جسم مشخص میشود. یکی از مهمترین مزایای IHTP همکاری بسیار نزدیک میان تحقیقات آزمایشگاهی و تئوری است. بهعنوانمثال در تحقیقات آزمایشگاهی با استفاده از حسگر میتوان دمای جسم را تعیین نمود. این دما بهعنوان دادههای ورودی معادلات تئوری برای اندازهگیری شار حرارتی مورداستفاده قرار میگیرد. درنتیجه جوابهای بهدستآمده از روابط تئوری تطابق بسیار خوبی با جوابهای حقیقی خواهند داشت.
هنگام حل IHTP همواره مشکلاتی وجود دارد که باید تشخیص داده شوند. به علت ناپایداری جوابهای IHTP، این مسائل ازلحاظ ریاضی در گروه مسائل بدخیم دستهبندی میشوند. بهعبارتدیگر، بهواسطه وجود خطاهای اندازهگیری در آزمایشها، ممکن است جواب کاملاً متفاوتی به دست آید. برای غلبه بر این مشکلات روشهایی پیشنهاد دادهشدهاند که حساسیت جواب مسئله به خطای موجود در دادههای ورودی را کمتر میکند. ازجمله این روشها میتوان به استفاده از دماهای زمانهای بعدی[۲]، فیلترهای هموارسازی دیجیتالی[۳] اشاره نمود.
در سالهای اخیر تمایل به استفاده از تئوری و کاربرد IHTP رو به افزایش است. IHTP ارتباط بسیار نزدیکی با بسیاری از شاخههای علوم و مهندسی دارد. مهندسان مکانیک، هوافضا، شیمی و هستهای، ریاضیدانان، متخصصان فیزیک نجومی[۴]، فیزیکدانان و آماردانان[۵] همگی با کاربردهای متفاوتی که از IHTP در ذهن دارند، به این موضوع علاقهمند میباشند.
مغز در داخل استخوان جمجمه و نخاع در داخل ستون فقرات جای گرفته است. سه پرده که درمجموع منژ نامیده میشوند، مغز و نخاع را از اطراف محافظت میکنند. مغز بیشترین انرژی بدن را مصرف میکند و منطقهی گرمی از بدن است. وزن مغز زن و مرد باهم متفاوت است. خوب است بدانیم که هنگام سکته مغزی فشار داخل جمجمه بالا میرود و داخل مغز بهشدت گرم میشود پس باید بهسرعت از فشار داخل جمجمه کاست تا بیمار دچار آسیب بیشتر نشود. همچنین، تخمین زده میشود در مغز انسان حدود یکصد میلیارد سلول عصبی یا نرون فعالیت میکنند . نرون یا سلول عصبی بر اساس مکانیسم الکتروشیمیایی فعالیت میکند ، اختلافپتانسیل ناشی از افزایش و کاهش بار الکتریکی در یک نرون که از منفی ۷۰ میلی ولت تا مثبت ۷۰ میلی ولت در نوسان است باعث رها شدن یا ریلیز[۶] مواد مخدر طبیعی یا همان ناقلهای عصبی از انتهای سلول عصبی یا آکسون میشود. فعالیت الکتریکی یکصد میلیارد سلول عصبی ، حرارت بسیار زیادی تولید میکند.
مغز برای خنک کردن خود نیاز به یک سیستم خنککننده قوی دارد. در مغز انسان حدود ۱۶ هزار کیلومتر رگ و مویرگ خونی وجود دارد. یکی از وظایف اصلی این سیستم علاوه بر تأمین سوخت میلیاردها سلول ،خنک کردن مغز است. به عبارتی حرارت مغز توسط این سیستم جذب میشود و با گردش خود درجاهایی مثل پیشانی، صورت و گوشها آزاد میشود و خنک میشود. مصرف سیگار با افزایش غلظت خون باعث میشود تا حرکت خون در این مویرگها سخت شود و عملیات سوخترسانی و خنک کردن مغز بهدرستی انجام نشود. به عبارتی افراد سیگاری مغزشان داغتر از افراد غیر سیگاری است و سوخت کمتری به مغزشان میرسد. ریزش مو و دیرخواب رفتن یکی از نتایج بالا بودن دمای مغز است. اختلال در عملکرد سلولهای عصبی و به دنبال آن اختلال در آزادسازی ناقلهای عصبی و کنترل سیستم هورمونی از دیگر نتایج این وضعیت است.
از سوی دیگر، چندی پیش پزشکان برای نجات نوزادی از روش خنک کردن مغز استفاده کردند که در نوع خودش بینظیر و شگفتانگیز بود. نوزاد انگلیسی که هنگام تولد بند ناف به دور گردنش پیچیده شده بود و نفس نمیکشید، (اکسیژن کافی به مغزش نمیرسید) با فن خنک کردن مغز (به مدت ۳روز) به زندگی بازگشت. پزشکان برای کم کردن نیاز مغز این نوزاد به اکسیژن، با استفاده از گاز زنون مغز او را سرد کرند. برای این کار از دستگاه جدیدی استفاده شد. آنان با جای دادن آلتی در مغز نوزاد، سر نوزاد را خنک نگه داشتند.نوزاد که مغزش به مدت ۳ روز با این تکنیک خنک نگهداشته شد؛ در حال حاضر، در آغوش مادرش به زندگی لبخند میزند.
ممکن است که تقلا برای خوابیدن، بعد از یک روز خستهکننده با سرشماری گوسفندان یا خوردن قرصهای خواب هم چندان مؤثر نباشد، اما پژوهشگران دانشکده پزشکی پتینزبورگ در آخرین اجلاس «خواب» سال ۲۰۱۱ روش جالبی را برای درمان بیخوابی پیشنهاد کردند: خنک کردن مغز!
آنها یک کلاه پلاستیکی خنککننده ابداع کردند که قسمتهای پیشانی را میپوشاند و با پایین آوردن دمای مغز میتواند به خواب سریع فرد کمک کند. پزشکان در تحقیقی که روی افراد عادی و بیمارانی که از بیخوابی رنج میبردند انجام دادند، افراد بیخواب بعد از پوشیدن این کلاه خاص، بهطور میانگین در زمان ۱۳ دقیقه به خواب رفتند، یعنی زمانی برابر افراد سالم. دانشمندان فکر میکنند که این کلاه با پایین آوردن دمای مغز سبب کاهش سوختوساز آن (بهویژه در ناحیه پیشانی مغز) میشود و به خواب سریعتر و راحتتر فرد کمک میکند. هنوز این کلاهها بهصورت تجاری وارد بازار نشدهاند. همچنین عوارض احتمالی استفاده از آنها مشخص نشدهاند؛ مثلاً معلوم نیست که استفاده از این کلاهها سبب تشدید علائم افراد مبتلابه سینوزیت خواهد شد یا نه؟ محققان دانشگاه نیویورک در پژوهشهای مختلف خود دریافتند، خمیازه کشیدن نقش مهمی در تنظیم درجه حرارت مغز به عهده دارد. درصورتیکه ناحیه سر «گرم» باشد، خمیازه با تحریک جریان خون و ضربان قلب گرمای بالای آن را کاهش میدهد. چرخه خواب و استرس، تابع نوسان درجه حرارت مغز است و کار خمیازه آنکه این دمای پیوسته در حال تغییر را تنظیم و متوازن کند. توضیح ساده محققان دانشگاه وین این است که ما با خمیازه کشیدن، دمای اطراف را دستکاری میکنیم. به تعبیر دیگر، دهندره همانند ترموستات مغز عمل میکند. گروه تحقیقاتی دانشگاه وین برای بررسی این فرضیه، تناوب خمیازه کشیدن شهروندان در ماههای تابستانی و زمستانی را زیر نظر گرفت. مشابه همین بررسی در هوای خشک و ۳۷ درجه آریزونا انجام شد.
پژوهشها نشان داد که مردم وین در تابستان بیشتر از زمستان خمیازه میکشند اما در آمریکا نتیجه کاملاً برعکس بود. علت روشن بود: متوسط دمای وین در تابستان ۲۰ درجه است و این متوسط حرارت زمستانی در آریزونا است. محققان آمریکایی و اتریشی بر این اساس فرضیهای را طرح کردند: تعداد خمیازهها به فصل سال یا بلندی و کوتاهی روز یا روشنایی و تاریکی محیط ربط ندارد بلکه موضوع به درجه حرارت ۲۰ درجه برمیگردد.
[۱] Inverse heat transfer problems
[۲] Using Future Temperatures
[۳] Digital Smoothing Filters
[۴] astrophysics
[۵] statistician
[۶] Release
تمامی فایل های پیشینه تحقیق و پرسشنامه و مقالات مربوطه به صورت فایل دنلودی می باشند و شما به محض پرداخت آنلاین مبلغ همان لحظه قادر به دریافت فایل خواهید بود. این عملیات کاملاً خودکار بوده و توسط سیستم انجام می پذیرد. جهت پرداخت مبلغ شما به درگاه پرداخت یکی از بانک ها منتقل خواهید شد، برای پرداخت آنلاین از درگاه بانک این بانک ها، حتماً نیاز نیست که شما شماره کارت همان بانک را داشته باشید و بلکه شما میتوانید از طریق همه کارت های عضو شبکه بانکی، مبلغ را پرداخت نمایید.
ارسال نظر