Математическая модель построения матрицы коэффициентов теплопроводности при низкотемпературном воздействии на многослойный эпидермис биологической ткани
https://doi.org/10.21822/2073-6185-2024-51-3-25-34
Аннотация
Цель. Целью исследования является разработка математической модели построения матрицы коэффициентов теплопроводности при низкотемпературном воздействии на многослойный эпидермис биологической ткани. Метод. Исследование основано на методах термодинамического анализа, натурного и вычислительного моделирования процессов при низкотемпературном воздействии. Результат. Разработана математическая модель матрицы коэффициентов теплопроводности при низкотемпературном воздействии на биологическую ткань. Теплообмен в многослойной среде при низкотемпературном воздействии на биологическую ткань представлен как процесс с дискретным шагом по времени и по координате. Тепловые свойства равномерно распределены по объему слоев биологической ткани. Для воздействия холодом использованы слои эпидермиса биологи ческой ткани, разбитые на равномерные одинаковые ячейки, где площадь ячейки биологической ткани принята равной единице. Вывод. Полученные в настоящей работе результаты могут быть полезны специалистам, которые занимаются задачами моделирования в среде со свободными границами.
Об авторе
Ф. Х. Кудаева
Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова
Россия
Россия
Кудаева Фатимат Хусейновна, кандидат физико-математических наук, доцент, доцент кафедры прикладной математики и информатики института искусственного интеллекта и цифровых технологий
360004, г. Нальчик, ул. Чернышевского, 173
Список литературы
1. Артюхов И.В., Карнаухов А.В. Криосохранение крупных биологических объектов. Сборник трудов института биомедецинских технологий, института биофизики клетки РАН. 2004
2. Березовский А.А., Леонтьев Ю.В. Математическое прогнозирование криовоздействия на биологические ткани/Криобология. Киев. Наукова думка. 1989.- С.7-13
3. Данилюк И. И. О задаче Стефана // Успехи математических наук. 1985. Т. 40. № 5. С. 133-185.
4. Избранные труды М.Х.Шханукова-Лафишева под.ред. П.Н. Вабищевича, А.А. Алиханова, М.Х. Бештокова. Нальчик, изд.М.и В. Котляровых, 2021. – 288с.
5. Кудаева Ф.Х. Задачи с фазовыми переходами при низкотемпературном воздействии на биоткани. Известия Кабардино-Балкарского государственного университета. 2023. Т. 13. № 3. С.21-27
6. Кудаева Ф.Х., Вешнева И.В. Построение матрицы коэффициентов теплопроводности. Известия Кабардино-Балкарского государственного университета. 2023. Т. 13. № 4. С.21-26.
7. Кудаева Ф.Х., Кайгермазов А.А., Кармоков М.М., Мамбетов М.Ж., Долова М.Х. Математическая модель криодеструкции биологической ткани // Современные проблемы науки и образования. 2015. № 2. ISSN 2070-7428. URL: www.science-education.ru/129-22558.
8. Кудаева Ф.Х., Кайгермазов А.А. Математическая модель влияния физико-химических факторов на биологическую ткань при криодеструкции. Математические методы в технологиях и технике. 2022. № 1. С. 73-76.
9. Лозина-Лозинский Л.К. Очерки по криобиологии. Адаптация и устойчивость организмов и клеток к низким и сверхнизким температурам. Л.: Наука, 1972. 288 с.
10. Павлов А. Р. Математическое моделирование процессов тепломассопереноса при фазовых переходах: учебное пособие. Якутск, 2001. 58 с.
11. Пушкарева А.Е. Методы математического моделирования в оптике биоткани. Учебное пособие. СПб: СПбГУ ИТМО, 2008. — 103 c.
12. Ремизов А.Н. Медицинская и биологическая физика: Учеб. для вузов. — 4-е изд., перераб. и дополн. -М.: Дрофа, 2003. — 560 с.
13. Математическое моделирование. Процессы в нелинейных средах. Отв. ред. А.А. Самарский, С.П. Курдюмов, В.А. Галактионов. –М.: Наука, 1986. – 312 с.
14. Математическое моделирование. Методы описания и исследования сложных систем. Отв. ред. А.А. Самарский, Н.Н. Моисеев, А.А. Петров. –М.: Наука, 1989. – 271 с.
15. Самарский А.А., Курдюмов С.П., Ахромеева Т.С., Малинецкий Г.Г. Нестационарные структуры и диффузионный хаос. М.Наука, 1991, 560 с.
16. Шафранов В.В., Цыганов Д.И., Поляев Ю.А. Возможности криохирургии // Анналы хирургии. 1996. №4. С.47.
17. E.Tyulkina, P.Vassiliev, T. Janovsky, and M. Shcherbakov. Evaluation of Interaction Level between Potential Drug and Protein by Hydrogen Bond Energy Calculation./ Knowledge-BasedSoftware Engineering, A. Kravets, M.Shcherbakov, M.Kultsova, Tadashi Iijima (Eds.), 11th Joint Conference, JCKBSE 2014, Volgograd, Russia, September 17-20, 2014, Proceedings, DOI 10.1007/978-3-319-11854-3, Springer Cham Heidelberg New York Dordrecht London,Pp. 542-556
18. Harvard University: Artificial Intelligence in Medicine: Applications, implications, and limitations. [Electronic resource]. URL: https://sitn.hms.harvard.edu/flash/2019/artificial-intelligence-in-medicineapplications-implications-and-limitations/ (accessed 10.05.2022)
19. Сryodestruction of brain tumors / S. Vasiliev, V. Krylov, S. Pesnya-Prasolov, A. Zuev, A. Vyatkin, T.Galyan, S.Kungurcev, V.Pavlov : материалы the 39th annual meeting of the Japan society for low temperature medicine «Cryomedicine 2012» (Japan, Tokyo, 21-22.11.2012). – P. 43–44
20. Carpenter J. F., Crowe J. H. The mechanism of cryoprotection of proteins by solutes // Cryobiology. 1988. V. 25. P. 244–255., Clarke A., Morris G. J., Fonseca F. et al. A low temperature limit for life on Earth // PLoS One. 2013. V. 8. e66207. DOI: 10.1371/journal.pone.0066207
Рецензия
Для цитирования:
Кудаева Ф.Х. Математическая модель построения матрицы коэффициентов теплопроводности при низкотемпературном воздействии на многослойный эпидермис биологической ткани. Вестник Дагестанского государственного технического университета. Технические науки. 2024;51(3):25-34. https://doi.org/10.21822/2073-6185-2024-51-3-25-34
For citation:
Kudaeva F.Kh. Mathematical model for constructing a matrix of coefficients thermal conductivity under low-temperature influence on the multilayer epidermis of biological tissue. Herald of Dagestan State Technical University. Technical Sciences. 2024;51(3):25-34. (In Russ.) https://doi.org/10.21822/2073-6185-2024-51-3-25-34
Просмотров:
170
Послать статью по эл. почте 
