Измерения и анализ флуктуаций температуры, скорости и давления в каналах нерегулярной формы

• Автор: Рассадина, Анна Александровна
• Шифр специальности: 05.11.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 141 с. : ил.

Оглавление диссертации

1. Обзор литературы

2. Исследования тепло- и массообменных процессов в каналах сложной

формы

2.1. Постановка проблемы

2.2. Пути решения проблемы

2.3.Каналы сложной формы в анатомии дыхательной системы человека

2.4. Подходы к исследованию процессов дыхания. Существующие физические модели дыхательной системы человека
2.5. Методы и результаты экспериментальных исследований дыхательной системы человека

2.6. Приборы для проведения диагностических исследований

2.7. Пути улучшения имеющихся методов и приборов, возможности создания новых. Измерения температуры, скорости и давления воздушного потока
2.7.1. Измерение температуры
2.7.2. Измерение скорости воздушного потока методом термоанемометрии
2.7.3. Измерение давления
2.8. Прибор (риноманометр) для проведения исследований динамики человеческого дыхания
2.9. Выводы
3. Экспериментальные исследования особенностей процессов дыхания
человека
3.1. Дыхательная система человека, как динамическая система
3.2. Особенности динамических измерений в дыхательной системе
3.3. Постановка задачи проведения экспериментов в дыхательной системе человека
3.4. Экспериментальная модель дыхательной системы человека

3.5. Сравнение оценок коэффициентов носового сопротивления системы дыхания человека и экспериментальной модели дыхательной системы
3.6. Выводы
4. Экспериментальные исследования хаотических процессов при движении воздуха в дыхательной системе
4.1. Корреляционная размерность и корреляционная энтропия и их связь с особенностями и патологиями дыхания
4.1.1. Корреляционная размерность
4.1.2. Энтропия Колмогорова
4.1.3. Методы вычисления размерности и энтропии
4.1.3.1. Требования к исходным данным
4.1.3.2. Восстановление аттрактора по временному ряду
4.1.3.3. Выбор временной задержки т
4.1.3.4. Алгоритм вычисления корреляционной размерности аттрактора
4.1.3.5. Алгоритм вычисления корреляционной энтропии аттрактора
4.2. Распределение энергии движения воздуха по спектру и связь ее с особенностями и патологиями дыхания
4.2.1. Спектральное оценивание
4.2.2. Быстрое преобразование Фурье
4.2.3. Распределение энергии движения воздуха по спектру и его связь с особенностями и патологиями дыхания
4.3. Сечение Пуанкаре
4.4. Сопоставление данных исследований процессов дыхания на натурной модели и на людях
4.5. Выводы
5. Заключение
6. Приложения
П.6.1. Основные источники
П.6.2. Градуировка терморезисторов
П.6.3. Оценка коэффициента гидравлического сопротивления П.6.4. Диагностические таблицы 7. Список литературы

3.4. Экспериментальная модель дыхательной системы человека
Для исследования конвективных потоков внутри полостей носа соискателем разработана оригинальная натурная модель внутреннего носа и прилегающих к нему пазух, полностью повторяющая анатомическое строение, и выполненная в масштабном соответствии носу (рис. З.1., З.2.).
■ч Модель состоит из двух основных, выполненных из пластика форм,
имитирующих левую и правую половины носа. Между половинами модели • носа имеется пластмассовая перегородка. На латеральной поверхности форм, в соответствии с анатомией носа были воссозданы раковины, разделяющие полость носа на четыре носовых хода. Общий - между перегородкой носа и носовыми раковинами, верхний - между верхней и средней носовыми раковинами, средний - между средней и нижней носовыми раковинами, и нижний - между нижней носовой раковиной и нижней стенкой полости носа. Восемь дополнительных пластиковых форм, соединенных посредством трубок с формами половинок носа, представляют парные гайморовы, лобные, клиновидные и решетчатые пазухи. Для создания миниатюрных ячеек решетчатого лабиринта (решетчатых пазух) использовалась гибкая '< пластиковая лента. Большие формы полости носа через тройник соединены с гофрированной трубкой, заменяющей трахею. Поток вдыхаемого и выдыхаемого воздуха формируется легкими человека, дышащего через гофрированную трубку ("трахею").
Парность форм, соответствие их натуральным размерам, наличие раковин и носовых пазух выгодно отличают модель от других [9, 21]. При необходимости модель можно легко разобрать и восстановить.
Другая отличительная особенность экспериментальной установки заключается в наличие сверхминиатюрных датчиков, позволяющих определять скорость воздушного потока в различных частях модели, не препятствуя движению воздушных струй. Для модели носа были выбраны те же датчики марки СТ1-18, что и для ринологического прибора, что позволило '• провести тестирование модели, найти причинно-следственные связи между