На главнуюПользователиНовые сообщенияОбратная связь
DGR.Su - Компьютерный форум [Архив] Архивы Архив Города Архив 2006 Интеллектуальный клуб

Инетерсная задачка

Scorcher 13.08.2011, 19:53
Грядет лето, а значит солнце, жара и т.д. :)
В силу этого интересно знать, а как же влияет на нас солнце :)

Собственно задачка:
Необходимо промоделировать эволюцию поля температуры в теле человека, загорающего на пляже. Рассмотреть участок тканей, представляющий собой прямоугольный параллелепипед (5см Х 5см Х 1см) с трехмерным неоднородным распределением плотности и равномерной начальной температурой.


как я понял, модель получаеться такая, примерно:
1) плотность неоднородная, тоесть задается какой то функцией р(x,y,z)
2) начальные условия: T(x,y,z)=309,6 K
3) ну и видмо надо рассмотреть градиент температуры внутри этого участка

подскажите, может я что-то не так понял или нужно что-то к этому добавить?
Штурман 14.08.2011, 03:33
А вообще ты от куда?

Такую задачу еще не кто не решил в мире. Она имеет тесную связь с лазерной хирургией. Проблема этой задачи это учет кровотока. Нет, ни одной модели адекватно учитывающей кровоток. Тебе необходимо:

1) Записать неоднородное уравнение теплопроводности с членом учитывающий кровоток и источником.
2)Построит адекватную модель ткани. Обычно это многослойная радиально симметричная модель.
3)Числено решить уравнение. Обычно его решают с помощью метода конечных элементов.

В ЧелГУ уже есть программный пакет который решает эту задачу. Также у нас есть люди, которые занимаются, моделирование тепловых полей в тканях, но в контексте лазерной хирургии. Удачи тебе с задачей. Мой совет почитать заграничный журналы вроде "СПАЙСА" и "Оптик летер".
Scorcher 14.08.2011, 04:03
А вообще ты от куда?
челгу
Такую задачу еще не кто не решил в мире. Она имеет тесную связь с лазерной хирургией. Проблема этой задачи это учет кровотока. Нет, ни одной модели адекватно учитывающей кровоток. Тебе необходимо:
1) Записать неоднородное уравнение теплопроводности с членом учитывающий кровоток и источником.
2) Построит адекватную модель ткани. Обычно это многослойная радиально симметричная модель.
3) Числено решить уравнение. Обычно его решают с помощью метода конечных элементов.
1) за этим прийдется обращаться в книжки :(
2) я думаю модель надо сделать самую простую. (т.к. это в рамках вычислительной физики)
Т.к. рассматривается кусок кожи 5x5x1, то можно взять многослойный объем: плотность в плоскости XY будет постоянной, а будет зависить только от Z.
3) рекомендуют решать методом Кранка-Николсона... (пока не вникал в него, но решать надо им.)
Штурман 14.08.2011, 05:37
челгу
1) за этим прийдется обращаться в книжки :(
2) я думаю модель надо сделать самую простую. (т.к. это в рамках вычислительной физики)
Т.к. рассматривается кусок кожи 5x5x1, то можно взять многослойный объем: плотность в плоскости XY будет постоянной, а будет зависить только от Z.
3) рекомендуют решать методом Кранка-Николсона... (пока не вникал в него, но решать надо им.)

Самое простое это обратится к одногрупникам за помощью. Решать тебе придется неоднородное уравнение теплопроводности с источником. Такая задача может и на курсовую тянуть и на диплом. Я в этом не специалист, но как я понимаю необходимо:
1)понять, откуда берется, и записать уравнение теплопроводности с источником
2)записать необходимые условия к уравнению
3)написать программу и поставить численный эксперимент

А кто преподаватель?
Scorcher 14.08.2011, 06:48
Самое простое это обратится к одногрупникам за помощью. Решать тебе придется неоднородное уравнение теплопроводности с источником. Такая задача может и на курсовую тянуть и на диплом. Я в этом не специалист, но как я понимаю необходимо:
1)понять, откуда берется, и записать уравнение теплопроводности с источником
2)записать необходимые условия к уравнению
3)написать программу и поставить численный эксперимент

А кто преподаватель?

эт понятно. :) спасибо, немного уточнился путь...

я тоже в физике далеко не спец. поэтому и поинтересовался, может кто уже делал подобные вещи... на примере было бы просто разобраться.

про методы рассказыват нам Башмаков. А в качестве практических занятий дали на весь семестр такую задачу. надо от постановки задачи и до результатов довести. :) Эт, наверное чтобы не расслаблялись, а то че курсовой то народу мало :) надо студентов то загрузить так, чтобы они только на ночь из универа выходили angry
Одно хорошо, что зачет нам поставят без устной сдачи, если мы эту задачу сделаем.
И практику ведет препод с нашей кафедры что в двойне хорошо :) ... (хотя... как показала практика моей последней сессии, это не всегда хорошо кончаеться :( )
z1964z 19.08.2011, 21:42
как биолог скажу, что абсолютно точно промоделировать не удастся, тут слишком много факторов.
Например: возраст организма, состояние обмена веществ, рассовая принадлежность(смуглая кожа или светлая)жировая прослойка, толщина кожи (кожа кстати состоит из минимум пяти различных по своим физическим свойсвам слоев), наличие заболеваний в том числе, кожи и подлежащих слоев, реакция сосудов на перегрев степень расширения их соответственно для охлаждения нужного участка (нервная система играет огромную роль, даже степень опьянения), жив человек или мертв, как давно он мертв или жив, и т.д. и т.п. до бесконечности)
так что господа физики, если трогаете живую природу то трогайте пож оч аккуратно))))
Scorcher 19.08.2011, 21:52
как биолог скажу, что абсолютно точно промоделировать не удастся, тут слишком много факторов.
Например: возраст организма, состояние обмена веществ, рассовая принадлежность(смуглая кожа или светлая)жировая прослойка, толщина кожи (кожа кстати состоит из минимум пяти различных по своим физическим свойсвам слоев), наличие заболеваний в том числе, кожи и подлежащих слоев, жив человек или мертв, как давно он мертв или жив, и т.д. и т.п. до бесконечности)
так что господа физики, если трогаете живую природу то трогайте пож оч аккуратно))))

Мне, как физику, поидее, глубоко пофиг на все эти факторы, потому что я просто задаю функцию плотности ткани и рассчитываю градиент температуры в этом куске кожи. shuffle
А задать функцию плотности - это, как раз, дело биологов. ;)
конечно если человек живой - то функция плотности не будет стационарной. так что остановимся на трупе :)
Штурман 20.08.2011, 07:12
как биолог скажу, что абсолютно точно промоделировать не удастся, тут слишком много факторов.
Например: возраст организма, состояние обмена веществ, рассовая принадлежность(смуглая кожа или светлая)жировая прослойка, толщина кожи (кожа кстати состоит из минимум пяти различных по своим физическим свойсвам слоев), наличие заболеваний в том числе, кожи и подлежащих слоев, реакция сосудов на перегрев степень расширения их соответственно для охлаждения нужного участка (нервная система играет огромную роль, даже степень опьянения), жив человек или мертв, как давно он мертв или жив, и т.д. и т.п. до бесконечности)
так что господа физики, если трогаете живую природу то трогайте пож оч аккуратно))))

При моделировании обычно учитывают неоднородность ткани (многословность и радиальная симметрИя) и кровоток. Все остальные факторы считаются малозначимыми, а то пришлось бы и настроение учитывать =)))
СерыйВолк 04.09.2011, 12:52
а почему, собственно, никто не учитывает внешних факторов. Четко сказано, что начальная температура, т.е. она будет меняться со временем.
Опять же, зачем греть труп??? он же вонять начнет (на сколько я знаю, трупы запихивают в холодильник, а не выкладывают на пляж)
syclon 04.09.2011, 18:35
Как уже тут было сказано нужно решить уравнение теплопроводности...чтобы сильно негемориться возьми уравнение Пуассона и решай каким нить способом например методом продольно-поперечной прогонки...я решала в Matlabe(могу кинуть исходники)...кстати решения этой задачки я в инете видела...если хочешь позаморачиваться и решать более сложную задачку, то это тянет на диплом (могу кинуть кусочки своего диплома....кусочки ибо у меня чуть другая тема была)
Штурман 04.09.2011, 20:54
Как уже тут было сказано нужно решить уравнение теплопроводности...чтобы сильно негемориться возьми уравнение Пуассона и решай каким нить способом например методом продольно-поперечной прогонки

У него задача нестационарная, зачем ему уравнения Пуассона?
syclon 04.09.2011, 21:45
Просто есть задачи которые несложно решить, а есть которые довольно-таки сложно...я не думаю что ему прям надо решить систему уравнения теплопроводности, или что еще хуже систему Навье-Стокса- это уже темы дипломных работ на Приме...поентому и советовала сначала взять задачку попроще, чтобы алгоритм посмотреть и разобраться в простейшей задачке, а если уж надо то может брать и сложнее задачу...хотя зачем если не разобрался в задаче попроще?...но если так сильно надо могу дать решения и таких задач тоже (метод решения контрольные объемы, тоже решены в Matlab)
ЗЫ: есть замечательное дополнение к Matlab, Femlab называется этот модуль как раз предназначен для решения и моделирования таких задач..
sanaris 18.09.2011, 00:20
краевая задача уравнения теплопроводности хх
заимитесь более интересными вещами

обратите внимание, как ставилась задача в начале топа:
Необходимо промоделировать эволюцию поля температуры в теле человека, загорающего на пляже.

не знаю куда сослаться, но утверждаю: температура тела человека не есть только следствие уравнения теплопроводности, а ещё, например, физиологических (в данном случае определяющих) процессов.
Похожие темы
Задачка
Задачка про холодильник.
Прикольная задачка
Задачка: взлетит самолет или нет?
Парадокс (геометрическая задачка)