Numerical analysis of temperature field in domain of skin tissue for different external and internal thermal conditions

• Authors: Bohdan Mochnacki , Marek Jasiński
• Languages of publication: EN

Abstracts

EN

The temperature distribution in domain of skin tissue is dependent on many factors, first of all the cooling (heating) conditions of skin surface and the capacity of internal metabolic heat sources determine a course of thermal processes proceeding in the domain considered. In the paper the skin tissue is treated as non-homogeneous multilayer domain. The transient temperature field for successive layers is described by the well known Pennes equations, additionally an ideal contact between sub-domains is assumed. The heat transfer between skin surface and environment is determined by the Robin condition. The initial temperature distribution is uniform (37°C). On a stage of numerical computations the boundary element method has been used.

PL

Rozkład temperatur w tkance skórnej jest uzależniony od wielu czynników, przede wszystkim od warunków chłodzenia i ogrzewania powierzchni skóry oraz zdolności wewnętrznych metabolicznych żródeł ciepła, które określają przebieg procesów termalnych w obszarze branym pod uwagę. W niniejszej pracy tkanka skórna jest traktowana jako niejednorodny wielowarstwowy obszar. Krótkotrwale, ulotne pole temperatur dla kolejnych warstw jest opisane przez dobrze znane równanie Pennesa. Ponadto można przypuszczać, że istnieje idealny kontakt pomiędzy warstwami. Przepływ ciepła pomiędzy powierzchnią skóry a środowiskiem jest określony przez warunek Robina. Rozkład temperatur początkowych jest jednolity (37°C). Metoda elementów brzegowych została zastosowana na etapie obliczeń numerycznych.

Keywords

EN

bioheat transfer; numerical methods

PL

przeplyw biociepla; metody numeryczne

• Publisher: Versita
• Journal: Physiotherapy
• Year: 2008
• Volume: 16
• Issue: 2
• Pages: 7-12

Dates

published

1 - 4 - 2008

online

13 - 3 - 2010

Contributors

author

Bohdan Mochnacki

• Politechnika Częstochowska, Częstochowa University of Technology

author

Marek Jasiński

• Politechnika Śląska, Silesian University of Technology, Gliwice

References

• Szargut J. Termodynamika. PWN, Warszawa 2000.
• Brinck H., Werner J. Estimation of the thermal effects of blood flow in a branching countercurrent network using a three-dimensional vascular model. Transacions of the ASME, 1994, 116, 324-330.
• Torvi D. A., Dale J. D. A finite element model of skin subjected to a flash fire. Journal of Mechanical Engineering, 1994, 116, 250-255.
• Majchrzak E., Jasiński M. Sensitivity analysis of burns integrals. Computer Assisted Mechanics and Engineering Sciences, 2004, 11, 2/3, 125-136.
• Brebbia C. A., Dominguez J., Boundary elements, an introductory course. Computational Mechanics Publications, McGraw-Hill Book Company, London 1992.
• Majchrzak E. Boundary element method in heat transfer. Publ. of the Czestochowa University of Techology, Czestochowa 2001.
• Jasiński M. Modelling of tissue heating process. Doctoral Thesis, Silesian University of Techology, Gliwice 2001.

Identifiers

DOI

10.2478/v10109-009-0014-y