عنوان پایاننامه
مطالعه عددی اثر غشائ بر فرکانس طبیعی حباب های گازی در عملیات تصویر برداری التراسونیک
- رشته تحصیلی
- مهندسی مکانیک تبدیل انرژی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس 2 فنی شماره ثبت: 2069;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 51713;کتابخانه پردیس 2 فنی شماره ثبت: 2069;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 51713
- تاریخ دفاع
- ۰۱ بهمن ۱۳۹۰
- دانشجو
- محمدعلی رنجبرتکلیمی
- استاد راهنما
- کیوان صادقی
- چکیده
- در این پایان نامه به مطالعه عددی اثر پارامترهای غشاء بر فرکانس طبیعی حبابهای گازی در عملیات تصویربرداری آلتراسونیک پرداخته شده است. ابتدا حباب و دینامیک آن تشریح شده وبه مهمترین کاربردهای آن از جمله در تصویربرداری پزشکی اشاره شده است. سپس معادلات حاکم بر حباب نوشته شده و با فرض تقارن کروی ساده شده است. برای تطابق این نوع حبابها با کاربردهای آن در بدن، رفتار سیال اطراف حباب توسط یکی از مدلهای تیکسوتروپ ( دارای ویسکوزیته تابع زمان و نرخ) بیان شده است. غشای حباب در دو حالت ضخامت نازک وکلفت به ترتیب بوسیله ی دو مدل خطی وغیر خطی مدلسازی شده است. معادلات با تغییر متغیر مناسب به یک سری معادله دیفرانسیل معمولی غیر خطی تبدیل میشوند. برای پیدا کردن فرکانسهای طبیعی به طور عددی پاسخ فرکانسی حباب در نزدیکی فرکانس طبیعی خطی برای حالت بدون غشاء در سیال نیوتنی، گرفته شده است؛ بدین صورت که با غیر نیوتنی کردن سیال اطراف و اضافه نمودن غشاء، اثر این دو پارامتر را بر پاسخ فرکانسی ونقاط تشدید نشان داده شده است. نتیجه میشود که با پایدار کردن حباب به وسیله غشاء و پارامترهای آن، نه تنها از تعداد نقطه¬ای که تشدید در آن رخ میدهد کاسته شده بلکه این نقاط به سمت فرکانسهای بالاتر متمایل میشوند. همچنین با توجه به اهمیت هارمونیکهای دوم پاسخ در تصویربرداری هارمونیکی و تقویت این هارمونیکها در اولین نقطه تشدید پس از تشدید اصلی به سمت فرکانسهای پایینتر، اثر غشاء بر هارمونیک های دوم در این نقطه بررسی شده است. نشان داده شده که اگر حبابها با افزایش الاستیسیته به سمت پایداری پیش روند غالب بودن هارمونیک دوم بر دیگر هارمونیکها حتی در نوسانات کم حفظ میگردد.
- Abstract
- In present work, effect of encapsulation on contrast agent gas bubble natural frequency has been studied numerically. First of all, bubble and its applications, especially in medical ultrasound, are introduced. Next, bubble governing equation has been derived with few simplification assumptions. For the constitutive equations, bubble applications in human body are considered. Thus a non-Newtonian model, a thixotropic one, is used for bubble’s surrounding fluid. The shell is modeled for the both thin and thick encapsulation. For the thick one, a nonlinear model is chosen. By exerting a suitable transformation governing equation will lead to an ODE integro-differential system of equations which can be solved numerically. is shown that the thixotropic behavior of the surrounding liquid plays a key role in increasing and emerging peaks in the frequency responses. It is also shown that the viscoelastic properties of the shell material and also its wall thickness can stabilize bubble oscillations by reducing bubble maximum radius and eliminating the peaks in frequency response. It concluded that with stabilizing bubble by the help of shell elasticity contribution of second harmonics in bubble’s time response, in the region which these harmonics are dominate, are kept strong.