【摘 要】
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本研究通过数值模拟和实验相结合研究强声波作用下肺部的力学响应.借助仿真软件COMSOL MULTIPHYSICS构建人类肺脏组织模型,模拟肺部在声场中的响应来研究强声对生物空腔器官的作用效果和损伤机理.同时使用SD大鼠进行强声的生物效应实验,观察强声场导致的大鼠胸腔表面振动位移.数值仿真结果表明,对于考虑多种不同材料的人肺部模型,会出现明显的共振现象,此时模型吸收声能最多,弹性壁面振动位移幅值最大
【机 构】
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国防科学技术大学海洋科学与工程研究院,长沙,410073
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本研究通过数值模拟和实验相结合研究强声波作用下肺部的力学响应.借助仿真软件COMSOL MULTIPHYSICS构建人类肺脏组织模型,模拟肺部在声场中的响应来研究强声对生物空腔器官的作用效果和损伤机理.同时使用SD大鼠进行强声的生物效应实验,观察强声场导致的大鼠胸腔表面振动位移.数值仿真结果表明,对于考虑多种不同材料的人肺部模型,会出现明显的共振现象,此时模型吸收声能最多,弹性壁面振动位移幅值最大.由于骨骼材料在模型中作为固定约束存在,骨骼附近的组织位移变化要比其他区域小,组织间的振动位移差异造成损伤.生物效应实验结果表明,SD大鼠在某些特定频率的声场条件下会出现明显的胸腔共振效应,而且共振效应是导致生物内脏器官损伤的主要原因.
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