Numeryczne wspomaganie impulsowych badań dyfuzyjności cieplnej niejednorodnych preparatów tkankowych

• Autorzy: Sypek J. , Żmuda S. , Panas A.

Warianty tytułu

EN

Numerical aided impulse studies of thermal diffusivity of non homogeneous tissue samples

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedstawiono przykład zastosowania numerycznych technik obliczeniowych, bazujących na metodzie elementów skończonych do analizy badań dyfuzyjności cieplnej niejednorodnych preparatów tkankowych. Dla numerycznych modeli uproszczonych 1-D, 2-D i 3-D wykonano obliczenia, w oparciu o które określono wymagania dotyczące budowy modelu numerycznego, metodykę pomiarów, wielkości błędów. Omówiono problemy wynikające ze stosowania w badaniach pakietu inżynierskiego Cosmos. Zaprezentowano budowę modelu numerycznego, będącego odwzorowaniem rzeczywistego preparatu zęba. Przedstawiono porównanie uzyskanych wyników z danymi literaturowymi.

EN

The example is presented of using the finite element numerical method for analysis of thermal diffusivity of non homogeneous tissue samples. For simplified 1-D, 2-D and 3-D models the calculations have been carried out, on the basis of which the requirements concerning the architecture of the numerical model, measurement method and the error value have been established. The problems appearing during the use of the engineering Cosmos file have been discussed. The numerical model structure reflecting the real tooth is presented. The comparison of the obtained results with the literature data are also presented.

Słowa kluczowe

PL

obliczenia numeryczne; metoda elementów skończonych; przewodzenie ciepła; dyfuzyjność cieplna; ciepło właściwe; gęstość strumienia ciepła; gęstość materiału; szkliwo zęba; zębina; Opticor Flow

EN

numerical calculations; finite element method; conduction of heat; thermal diffusivity; specific heat; heat flux density; material density; tooth enamel; dentine; Opticor Flow

• Wydawca: Wojskowa Akademia Techniczna im. Jarosława Dąbrowskiego
• Czasopismo: Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej
• Rocznik: 2003
• Tom: Vol. 52, nr 10
• Strony: 54--71
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz.

Twórcy

autor

Sypek J.

• Wojskowa Akademia Techniczna, Pion Naukowy, 00-908 Warszawa, ul. Kaliskiego 2

autor

Żmuda S.

• CSK WAM, Instytut Stomatologii, 00-909 Warszawa, ul. Saszerów 128

autor

Panas A.

• Wojskowa Akademia Techniczna, Zakład Aerodynamiki i Termodynamiki, 00-908 Warszawa, ul. S. Kaliskiego 2

Bibliografia

• [1] M. РОНТО, Р. SCHEININ, Microscopic observations on living dental pulp, Acta Odontol, Scand., 16 (1958), 303-327.
• [2] A. J. PANAS, J. TERPIŁOWSKI, J. TRYKOWSKI, P. ZABOROWSKI, S. ŻMUDA, Thermophysical properties of dental filling materials. Part I - thermal properties. High Temperatures - High Pressures, v. 33 (2001), 581-587.
• [3] A. J. PANAS, J. TERPIŁOWSKI, J. TRYKOWSKI, P. ZABOROWSKI, S. ŻMUDA, Thermophysical properties of dental filling materials. Part II - thermal expansivity. High Temperatures - High Pressures, V. 33 (2001), 589-597.
• [4] S. ŻMUDA, P. ZABOROWSKI, A. J. PANAS, Microcalorimetric investigations of human hard tissues in thermocycling, 26th International Thermal Conductivity Conference, 14th International Thermal Expansion Conference, Cambridge, Massachsetts, 6-8 August 2001.
• [5] A. J. PANAS, S. ŻMUDA, J. TERPIŁOWSKJ, M. PREISKORN, Investigation of the thermal diffusivity of human tooth hard tissue, Int. J. Thermophysics (2003) (w druku).
• [6] M. PREISKORN, S. ŻMUDA, J. TRYKOWSKI, A. J. PANAS, M. PREISKORN, Eksperymentalna weryfikacja dwu- i trójwymiarowego modelowania przewodzenia ciepła w zębie, Annales Academiae Medicae Silesiensis, Supl. 46, Katowice 2002 (V Konferencja Biomateriały i Biomechanika w Stomatologii, Ustroń-Jaszowiec, 17-20 października 2002), 281-287.
• [7] A. J. PANAS, S. ŻMUDA, M. PREISKORN, J. TERPIŁOWSKI, Badania właściwości termofizycznych materiałów dentystycznych do wypełnień - przykład Tetricu Flow, V Konferencja Biomateriały i Biomechanika w Stomatologii, Ustroń-Jaszowiec, 17-20 października 2002,261-266.
• [8] M. A. SHEIKH, S. C. TAYLOR, D. R. HAYHURST, R. TAYLOR, Measurements of thermal diffusivity of isotropic materials using a laserflash method and its validation by finite element analysis, J. Phys. D: Appl. Phys., 33 (2000), 1536-1550.
• [9] W. J. PARKER, R. J. JENKINS, С. Р. BUTLER, G. L. ABBOTT, Flash method of determining thermal diffusivity, heat capacity and thermal conductivity, J. Appl. Phys., 32 (1961), 1679-84.
• [10] J. A. CAPE, G. W. LEHMAN, Temperature and finite pulse-time effects in the flash method for measuring thermal diffusivity, J. Appl. Phys., 34 (1963), 1909 -13.
• [11] R. E. TAYLOR, L. M. CLARKE, Finite pulse time effects in flash diffusivity method, High Temp.-High Press., 6 (1974), 65-72.
• [12] J. TERPIŁOWSKI, A pulse method for determining the termal diffusivity of solids by measuring the temperature difference between the extreme surfaces of the sample, Journal of Technical Physics, 25, 3-4 (1984), 429-439.
• [13] A. J. PANAS, Analysis of Selected Components of the Interferometric CLTE Measurements Error by Means of Numerical Simulation, Journal of Technical Physics, nr 3, v. XXXVI (1995), 235-252.
• [14] W. J. O’BRIEN, PHD, Dental Materials and Their Selection, Quintessence Publishing Co, Inc 1997.
• [15] S. WIŚNIEWSKI, Termodynamika techniczna, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa 1980, 192.
• [16] M. TOPARLI, N. GOKAY, T. AKSOY, An investigation of temperature and stress distribution on restored maxillary second premolar tooth using a three-dimensionalfinite element method, J. Oral Rehabil., 27 (2000), 1077-1081.
• [17] M. J. RICHARDSON, K. D. MAGLIĆ, A. CEZAIRLIYAN, V. E. PELETSKY, Compendium of Thermophysical Property Measurement Methods, Plenum Press, New York 1984.
• [18] H. S. CARLSLAW, J. C. JAEGER, Conduction of Heat in Solids, Oxford University Press, London 1959.
• [19] A. STRZAŁKOWSKI, A. ŚLIŻYŃSKI, Matematyczne metody opracowywania wyników pomiarów, PWN, Warszawa 1978.