فهرست مطالب

نشریه علوم کاربردی و محاسباتی در مکانیک
سال سی و پنجم شماره 3 (پاییز 1402)

  • تاریخ انتشار: 1402/07/01
  • تعداد عناوین: 8
|
  • معین طاهری*، حامد فرجی، پیمان کریمی صفحات 1-15

    میکروسکوپ نیروی اتمی یک ابزار قدرتمند و دقیق برای شناسایی خواص ذرات، بررسی نیروهای بین مولکولی، توپوگرافی سطح و منیپولیشن ذرات در ابعاد میکرو/ نانو است. نانومنیپولیشن ازجمله فرایندهایی است که از این ابزار به صورت مطلوب بهره برداری می شود. امروزه با پیشرفت علم و فناوری از منیپولیشن به منظور ساخت وتولید، تغییرات در خواص مواد، ساخت قطعات پزشکی باارزش افزوده بیشتر و مواد خام کمتر، بررسی ساختار سلول های بیولوژیکی و بسیار موارد دیگر در مقیاس نانو استفاده می شود. لذا در این تحقیق به منظور بررسی خواص مکانیکی بافت سرطانی سینه از میکروسکوپ نیروی اتمی در طی فرایند نانومنیپولیشن استفاده شده است. در طی این فرایند با بررسی تغییرات ناشی از نیرو- جابه جایی، نمودارهای نیرو و عمق نفوذ برحسب زمان ترسیم شده اند. همچنین با توجه به اهمیت، تماس ذرات در ابعاد نانو و با در نظر گرفتن مدل تماسی تاتارا و هندسه بافت سرطانی سینه، شبیه سازی هایی در جهت استخراج مدول یانگ انجام شده است. همچنین به منظور بررسی میزان تطابق نتایج حاصل از شبیه سازی فرایند منیپولیشن مبتنی بر میکروسکوپ نیروی اتمی، آزمایش های تجربی انجام شده و نمودار تجربی نیز ترسیم شده است. درنهایت با مقایسه های صورت گرفته در این تحقیق و با در نظر گرفتن مدل تماسی تاتارا، محدوده 2 تا 5/2 کیلو پاسکال برای مقدار بافت سرطانی سینه محاسبه شده است.

    کلیدواژگان: بافت سرطانی، مدل تماسی، نانومنیپولیشن، میکروسکوپ نیروی اتمی
  • بهراد حقیقی، هادی صادقی پور، محمد شفیعی* صفحات 17-31

    در این پژوهش بررسی عددی روش هایپرترمیا با استفاده از آنتن روزنه ای مایکروویو در درمان سرطان بافت کبد انجام شده است. مدل سازی مسیله در نرم افزار کامسول به صورت متقارن محوری و دو بعدی انجام شده و معادله الکترومغناطیسی با معادله انتقال حرارت زیستی کوپل شده است. همچنین در این مطالعه توزیع دما، تخریب بافت سرطانی، میزان جذب امواج ماکرویوو در بافت کبد و نرخ جذب ویژه (SAR) به صورت عددی بررسی گردید. نتایج نشان داد که آنتن دو روزنه دارای توزیع گسترده تری از مقدار مایکروویو جذب شده نسبت به آنتن تک روزنه است. توزیع SAR در راستای محور طولی آنتن ها به تدریج افزایش می یابد و به نقطه بیشینه خود که مکان قرارگیری روزنه است رسیده و سپس توزیع SAR به سرعت کاهش می یابد و در انتهای آنتن به کمترین مقدار خود می رسد. طبق نتایج به دست آمده همچنین تغییرات مقدار دما در بافت کبد به نوع آنتن و عمق نفوذ بستگی دارد و توزیع دما و توزیع SAR روند مشابهی دارند. همچنین آنتن تک روزنه برای تومورهای بیضوی شکل و آنتن دو روزنه برای تومورهای کروی شکل مناسب است.

    کلیدواژگان: بافت کبد، آنتن روزنه ای، ماکروویو، هایپرترمیا، سرطان، نرخ جذب ویژه (SAR)
  • علی جبری، محمدرضا انصاری*، مهدی معرفت صفحات 33-50

    کلکتورهای حرارتی خورشیدی (ST) فقط می توانند نیروی حرارتی تولید کنند، در حالی که سیستم های حرارتی فتوولتاییک (PVT) می توانند هم برق و هم انرژی حرارتی را تامین کنند. با این حال، دمای خروجی PVT معمولا به اندازه کافی برای استفاده در کاربردهای مختلف مانند گرمایش فضا بالا نیست. بنابراین سیستم جدیدی به نام ماژول PVT و کلکتور ST به صورت سری (PVT-ST) القا می شود تا با دمای خروجی بالاتر، برق و توان حرارتی تولید کند. در این مقاله برای اولین بار به منظور بررسی پتانسیل و امکان سنجی استفاده از PVT-ST در شرایط آب و هوایی نسبتا گرم و معتدل در چهار شهر تهران، آبادان، بغداد و بصره مورد مطالعه قرار گرفته است و با دو سیستم متداول PVT و ST مقایسه می شود. برای این منظور، عملکرد سامانه از نظر قوانین اول ترمودینامیک به صورت عددی مبتنی بر کد فرترن (Fortran) ارزیابی می شود و در ادامه با استفاده از نتایج بدست آمده به بررسی تحلیل انرژی مصرفی یک واحد مسکونی در 4 شهر نام برده شده با استفاده از نرم افزار کریر(carrier) پرداخته شده است. علاوه بر این، اثرات نرخ جریان جرمی سیال عامل، در هر دو رژیم آرام و آشفته، بر عملکرد ماژول بررسی می شود. در این مطالعه تجزیه و تحلیل رژیم سیال کاری نشان می دهد که بازده حرارتی و الکتریکی بهینه را می توان در یک رژیم آشفته به دست آورد. با در نظر گرفتن دبی جرمی 0.0304 کیلوگرم بر ثانیه (رژیم آشفته) در جولای، راندمان حرارتی سیستم های ST، PVT-ST و PVT به ترتیب 85.7٪، 78٪ و 72.9٪ است، در نهایت، بررسی عملکرد سیستم در شهرهای مختلف نشان می دهد که این سامانه می تواند بالاترین توان حرارتی را در بصره تولید کند. با این حال، حداکثر تولید برق با میانگین 77 وات بر متر مربع متعلق به بغداد است. در انتها به بررسی تامین انرژی یک منزل مسکونی توسط سیستم های ترکیبی پرداخته شده است. با در نظر گرفتن 8 سیستم ترکیبی می توان بیشتر برق مصرفی یک خانه مسکونی را تامین نمود اما باید این نکته را در نظر داشت که در ساعات اوج مصرف این مقدار تولید برق پاسخگوی ظرفیت خانه نمی باشد که میتوان هم از برق ذخیره شده از باطری استفاده کرد و هم اینکه می توان کسری از کمبود برق را از شبکه شهری تامین نمود.

    کلیدواژگان: کلکتور خورشیدی، سیستم فتوولتائیک حرارتی، صرفه جویی در انرژی، انرژی در ساختمان
  • کوروش جواهرده*، حبیب کریمی صفحات 51-64
    در این پژوهش به بررسی انتقال حرارت جریان نانو سیال تحت شرایط جریان آرام در کانال با موانع مختلف شامل هندسه-های دایروی، مثلثی و مستطیلی پرداخته شده است. تاثیر موانع با هندسه متفاوت بر روی رفتار حرارتی و هیدرودینامیکی در رژیم جریان آرام، تاثیر افزودن نانو ذرات به سیال پایه و تغییرات عدد رینولدز مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می-دهد، با افزایش درصد کسر حجمی نانو ذرات، عدد ناسلت متوسط در کانال با موانع متفاوت افزایش می یابد. این افزایش عدد ناسلت در کانال با مانع مستطیلی نسبت به دیگر موانع بیشتری بوده که به دلیل افزایش سطح انتقال حرارت است، علیرغم آنکه ارتفاع این موانع در کانال یکسان می باشد. ماکزیمم عدد ناسلت در مانع مستطیلی به میزان تقریبا ٪30 بیشتر از عدد ناسلت در مانع دایروی است. استفاده از موانع با هندسه متفاوت و اضافه شدن نانو ذرات به سیال پایه، سبب افزایش شاخص عملکرد هیدرولیکی-حرارتی تا 44% می شود.
    کلیدواژگان: مطالعه عددی، موانع با هندسه متفاوت، نانو سیال، کانال مستطیلی
  • سعید یعقوبی، فرشاد ربیعی* صفحات 65-74
    امروزه محصول های چوبی به وفور در صنعت مبلمان، تابلوهای هنری، ظروف چوبی و غیره گسترش یافته است. روش‏های تولید سنتی و دستی تولید این محصول ها توان رقابت با روش های تولید مکانیزه، خصوصا ماشین های کنترل عددی را ندارند. از این‏رو، استفاده از این دستگاه ها همواره در حال افزایش است. با این وجود، یکی از پارامترهایی که سرعت تولید را تحت تاثیر قرار می دهد، زبری سطح بوده و کارگاه ها مجبور به صرف زمان زیاد برای سنباده زنی و پرزگیری محصول هستند. به‏همین منظور و در تحقیق حاضر، تاثیر پارامترهای ماشین (سرعت پیشروی، سرعت دورانی و گام عرضی) و پارامترهای ابزار (قطر، تعداد لبه برشی و نوع لبه برشی) بر روی زبری سطح چوب راش مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج پژوهش نشان داد که ابزارهای با لبه برشی دو پر مارپیچ، نسبت به ابزارهای با لبه برشی مستقیم و یک پر مارپیچ، زبری سطح مطلوب تری دارند و ابزارهای با لبه مستقیم برای چوب راش مناسب نیستند. همچنین، مشاهده شد با کاهش گام عرضی از 0.7D به 0.3D (D قطر ابزار  است)، زبری سطح کمتری ایجاد می شود. با کاهش قطر ابزار از 6 به 4 و 3 میلی متر، کاهش سرعت پیشروی از 60 به 20 میلی متر بر دقیقه و افزایش سرعت دورانی از 15000 به 25000 دور بر دقیقه، زبری سطح محصول نهایی به‏صورت قابل توجهی کاهش پیدا نمود.
    کلیدواژگان: فرزکاری CNC، مصنوعات چوبی، تعداد لبه برشی، گام عرضی، سرعت پیشروی، سرعت دورانی
  • احسان روحی*، حسن ابوالقاسمی، محمدجواد امیری صفحات 75-84

    طراحی و توسعه ایرفویل هایی با کارایی بالا برای پیشرفت صنعت هوانوردی از اهمیت اساسی برخوردار است. در زاویه های حمله بزرگتر، نیروی برآ بیشتر و باند پرواز کوتاه تر حاصل می شود. اما در زاویه حمله بالا، پدیده جدایش جریان رخ می دهد به طوری که بعد از زاویه واماندگی جریان به طور کامل از سطح بالای بال جدا شده و افت شدید برآ و افزایش پسا را به همراه دارد. در این پژوهش تلاش شده با استفاده از سطح متحرک در نسبت سرعت های بالا بر روی ایرفویل ناکا 0012، از جدایش جریان جلوگیری و با افزایش نیروی برآ و کاهش نیروی پسا، عملکرد آیرودینامیکی ایرفویل ناکا 0012 بهبود یابد. منظور از نسبت سرعت، نسبت سرعت سطح متحرک به سرعت جریان آزاد است. در این پژوهش از شبیه سازی عددی در نرم افزار تجاری انسیس فلوینت و همچنین مدل آشفتگی k-ω-SST با الگوریتم حل سیمپل استفاده شده است و شبیه سازی به صورت دوبعدی انجام شده است. نوع گسسته سازی معادلات به صورت پیش فرض بوده و در ابتدا از حل گر فشار مبنا استفاده شده است. استفاده از سطح متحرک به صورت یک استوانه دوار در لبه حمله ایرفویل ناکا 0012 در نسبت سرعت های بالا علاوه بر جلوگیری از جدایش جریان و افزایش برآ، پسا را منفی کرده که نشان از ایجاد نیروی پیشرانش دارد. از بین تمامی حالات شبیه سازی شده، نسبت سرعت 20 در زاویه حمله 24 درجه با ضریب برآ  564/3 و ضریب پسا 185/0-، مطلوب ترین عملکرد آیرودینامیکی را داشته است.

    کلیدواژگان: جدایش جریان، سطح متحرک، ناکا 0012، کنترل جریان، برآ، پسا
  • فروزان مرادی، سید پدرام پورنادری* صفحات 85-100
    در این مطالعه، تاثیر میدان مغناطیسی بر هیدرودینامیک و انتقال حرارت جریان آرام نانوسیال در یک میکروکانال همراه با انبساط ناگهانی یک طرفه در عدد رینولدز پایین بررسی می شود. معادلات حاکم شامل معادلات بقای جرم، مومنتوم و انرژی با توسعه یک کد به زبان برنامه نویسی فرترن به روش تفاضل محدود بر روی یک شبکه جابه جا شده گسسته سازی و حل می شوند. نتایج  شبیه سازی نشان می دهد که در عدد رینولدز پایین، گردابه ای بعد از پله تشکیل نمی گردد. در حضور میدان مغناطیسی، ضریب اصطکاک با افزایش  کسر حجمی کاهش می یابد. در کسرحجمی 4 درصد، این کاهش در مقایسه با آب خالص در اعداد هارتمن  20 و 40 به ترتیب 25 درصد و 18 درصد است. با اعمال میدان مغناطیسی ضریب اصطکاک افزایش می یابد. برای نانوسیال با غلظت 4 درصد، افزایش ضریب اصطکاک متوسط در مقایسه با آب در اعداد هارتمن 20 و 40 به ترتیب 176 و 337 درصد می باشد. در عدد رینولدز پایین، تاثیر میدان مغناطیسی بر روی عدد ناسلت ناچیز می باشد. با افزایش  کسر حجمی عدد ناسلت کاهش می یابد. در  کسر حجمی  4 درصد، تقریبا 12 درصد کاهش در عدد ناسلت در مقایسه با آب مشاهده می گردد. بررسی معیار ارزیابی عملکرد نشان می دهد که اعمال میدان مغناطیسی، منجر به بهبود عملکرد سیستم می گردد. در عدد هارتمن 20 و  کسر حجمی 4 درصد، حدود 11 درصد افزایش در ضریب عملکرد نسبت حالت بدون میدان مشاهده می شود.
    کلیدواژگان: نانوسیال، میکروکانال، انبساط ناگهانی، میدان مغناطیسی، عدد رینولدز پایین
  • پژمان نمه شیری، اکبر اللهوردی زاده*، بهنام داداش زاده صفحات 101-114
    نارسایی قلبی یکی از بیماری های قلبی-عروقی است که باعث تغییر در ساختار قلب شده و برون ده قلبی را کاهش می دهد. این بیماری می تواند به دو دسته نارسایی قلبی دیاستولیک و سیستولیک تقسیم شود. در نارسایی قلبی دیاستولیک ضخامت دیواره های بطنی افزایش یافته و مرتبط با هایپرتروفی کانسنتریک است. در این پژوهش، هایپرتروفی کانسنتریک ناشی از افزایش بیش از حد فشار در نظر گرفته شده است که در اثر آن، تعداد سارکومرها به صورت موازی بیشتر شده و در نتیجه باعث افزایش نسبی سطح عرضی کاردیومیوسیت می شود. معادلات پیوسته هایپرتروفی کانسنتریک با بکارگیری هندسه دوبطنی ایده آل شده، در نرم افزار کامسول مولتی فیزیک پیاده سازی شده است که رویکرد ارایه شده برای پیاده سازی روابط، کاملا جدید بوده و برتری های بنیادی نسبت به رویکرد پیشین دارد و نیازمند کدنویسی نبوده و به راحتی در یک نرم افزار المان محدود پیاده سازی می شود. نتایج شبیه سازی نشان داد که ضخامت دیواره های بطنی افزایش یافته و حجم محفظه های بطنی کاهش می یابند. نتایج مذکور منطبق بر مشاهدات بالینی از بیماری بوده و نشان می دهد که مدل سازی محاسباتی می تواند به عنوان ابزاری قدرتمند برای افزایش شناخت متخصصان از بیماری هایی که نرخ مرگ و میر بالایی دارند، مورد استفاده قرار گیرد.
    کلیدواژگان: رشد، بیماری های قلبی، مدل سازی محاسباتی، روش المال محدود
|
  • Moein Taheri *, Hamed Faraji, Peyman Karimi Pages 1-15

    Atomic force microscopy is a powerful and precise tool for identifying particle properties and studying intermolecular forces, surface topography, and particle manipulation in the micro-nano dimension. Nanomanipulation is one process that makes good use of this tool. Today, with advances in science and technology, manipulation is used to modify and manufacture the properties of materials, produce more valuable medical components and fewer raw materials, alter the structure of living cells and much more. We are working at the nanoscale. Therefore, in this study, we used atomic force microscopy to investigate the mechanical properties of breast cancer tissue during the nanomanipulation process. By considering the changes induced by the displacement force, force curves and penetration depths are plotted over time. Given the importance of nanoparticle-particle contact and the tatara contact model and breast cancer tissue geometry, simulations were performed to extract the Young's modulus. Experimental experiments and experimental charts were also performed to verify the agreement between the results of the simulation process based on atomic force microscopy. Finally, using the comparisons made in this study and considering the tatara contact model, a range of 2–2.5 kPa was calculated for breast cancer tissue volume.

    Keywords: Cancerous tissue, contact model, Nanomanipulation, Atomic Force Microscopy
  • Behrad Haghighi, Hadi Sadeghpour, Mohammad Shafiey * Pages 17-31

    Numerical study of hyperthermia was performed using a microwave slot antenna in the treatment of liver cancer. The modeling of the problem in Comsol software is done symmetrically and two-dimensionally and the electromagnetic equation is coupled with the biothermal transfer equation. Temperature distribution, cancer tissue destruction, microwave absorption in liver tissue and specific absorption rate (SAR) are presented as results. The results showed that the two-hole antenna has a wider distribution of the amount of microwave absorbed than the single-slot antenna. The SAR distribution along the longitudinal axis of the antennas gradually increases and reaches its maximum point where the slot is located, and then the SAR distribution decreases rapidly and reaches its minimum at the end of the antenna. According to the results, changes in temperature in liver tissue also depend on the type of antenna and penetration depth, and temperature distribution and SAR distribution have a similar trend. Also, single-slot antenna is suitable for elliptical tumors and double-slot antenna is suitable for spherical tumors.

    Keywords: Liver tissue, slot antenna, Microwave, hyperthermia, cancer, specific absorption rate (SAR)
  • ALI Jabri, MohammmadReza Ansari *, Mahdi Marefat Pages 33-50

    In this paper, for the first time, to investigate the potential and feasibility of using PVT-ST in relatively hot and moderate weather conditions, it has been studied in four different cities and compared with two common solar systems, PVT and ST. Therefore, the performance of the system is evaluated in terms of the first and second laws of thermodynamics based on the FORTRAN code, and then using the obtained results to analyze the energy consumption of a residential unit in 4 different cities using Carrier software. In addition, the effects of the mass flow rate of the working fluid, in both laminar and turbulent regimes, on the module performance are investigated. Considering the mass flow rate of 0.0304 kg/s (turbulent regime) in July, the thermal efficiency of ST, PVT-ST, and PVT systems are 85.7%, 78%, and 72.9%, respectively. Finally, the investigation of system performance in different cities shows that this system can produce the highest thermal power in Basra. However, the maximum power generation with an average of 77 watts per square meter belongs to Baghdad. Finally, the energy supply of a residential house by combined systems has been investigated. By considering 8 integrated systems, most of the electricity consumption of a residential house can be supplied, but it should be kept in mind that during the peak hours of consumption if this amount of electricity production does not meet the capacity of the house, a fraction of the electricity shortage can be supplied from the stored electricity.

    Keywords: Solar collector, thermal photovoltaic system, Energy saving, energy in building
  • Kourosh Javaherdeh *, Habib Karimi Pages 51-64
    In this study, investigated heat transfer of Nanofluid laminar flow in a channel with obstacles along different geometry such as triangular, rectangular and half-cylinder and the effect of adding Nano particles on based flow. The result showed that the average Nusselt number increased with an increasing volumetric fraction of nano particles. However, the increasing average Nusselt number is dependent on the type of obstacles geometry that rectangular shape is more than others, because area of heat transfer is more than other obstacles. The Nusselt number with rectangular geometry is 30% more than the Nusselt number with half-cylinder geometry. Also, using obstacles with different geometry and the adding of the nanoparticles, the hydraulic-thermal performance has been increased up to 44%. The local Nusselt number for nanofluid of volume fraction with 1% is 2.38% higher than volume fraction of nanofluid with 2%. The local Nusselt number of volume fraction of nano particle with 1% is 10% less than based fluid.
    Keywords: Numerical study, Vortex Generator, Nanofluid, Rectangular channel
  • Saeed Yaghoubi, Farshad Rabiei * Pages 65-74
    Today, wooden products are widely spread in the industry of furniture, art boards, wooden dishes, etc. The traditional and manual manufacturing methods of producing these artefacts cannot compete with mechanized production methods, especially computer numerical control (CNC) machines. Therefore, using of these devices is always increasing. Nevertheless, one of the parameters that affect the production speed is the surface roughness, and the workshops have to spend a lot of time on polishing the products. For this reason, in the present research, the effect of machine parameters (feed speed, rotational speed and transverse step) and tool characteristics (diameter, number of cutting edge and type of cutting edge) on surface roughness of beech wood has been investigated. The outcomes demonstrated that cutting tools with two spiral cutting edges have a more favorable surface roughness than cutting tools with a straight cutting edge and one spiral cutting edge, and tools with a straight edge are not suitable for beech wood. It was also observed that by reducing the transverse step from 0.7D to 0.3D, a lower surface roughness is created. By reducing the tool diameter from 6 to 4 and 3 (mm), reducing the feed speed from 60 to 20 (mm/min) and increasing the rotational speed from 15000 to 25000 (rpm), the surface roughness of final product was improved, significantly.
    Keywords: CNC Milling, Wooden Products, Cutting Edges Number, Step Over, Feed Speed, Rotational speed
  • Ehsan Roohi *, Hassan Abolghasemi, MohammadJavad Amiri Pages 75-84

    The design and development of high-performance airfoils is essential for the development of the aviation industry. At larger angles of attack, higher lift and shorter flight bands are achieved. But at high angle of attack, the phenomenon of flow separation occurs so that after the stall angle, the flow is completely separated from the upper surface of the wing, resulting in a sharp drop in lift and drag increase. In this study, an attempt has been made to prevent the separation of flow by using the moving surface in the ratio of high velocities on NACA 0012 airfoil and to improve the aerodynamic performance of NACA 0012 airfoil by increasing the lift force and reducing the drag force. The velocity ratio means the ratio of the moving surface velocity to the free flow velocity. This research was performed by numerically in two dimensions using Ansys Fluent and k-ω-SST turbulence model with SIMPLE algorithm. The use of a moving surface in the form of a rotating cylinder at the leading edge of the NACA 0012 airfoil at a high speed ratio, in addition to preventing current separation and increasing the lift, has negatively affected the drag, which indicates its propulsive force contribution. Of all the simulated states, the velocity ratio of 20 at attack angle of 24 with a lift coefficient of 3.564 and a drag coefficient of -0.185 had the most favorable aerodynamic performance.

    Keywords: Flow Separation, Moving Surface, NACA 0012, Flow Control, Lift, Drag
  • Foroozan Moradi, Pedram Pournaderi * Pages 85-100
    In this study, the magnetic field effect on the hydrodynamics and heat transfer of the laminar flow of a nanofluid in a microchannel with one-sided sudden expansion at a low Reynolds number is investigated. The governing equations including mass, momentum, and energy conservation equations are discretized and solved on a staggered grid using the finite difference method by developing a Fortran code. The simulation results show that at a low Reynolds number, no vortex is formed after the step. In the presence of a magnetic field, the friction coefficient decreases with volume fraction. At a volume fraction of 0.04, this reduction in comparison with water at Hartmann numbers of 20 and 40 is 25 and 18 percent, respectively. By applying the magnetic field, the friction factor increases. For nanofluid with a volume fraction of 0.04, the enhancement of average friction factor in comparison with water at Hartmann numbers of 20 and 40 is 176 and 337 percent, respectively. At a low Reynolds number, the magnetic field effect on the Nusselt number is negligible. The Nusselt number decreases with volume fraction. At a volume fraction of 0.04, a reduction of about 12 percent is observed in the Nusselt number in comparison with water. Examining the performance evaluation criteria shows that applying a magnetic field improves the system's performance. At a Hartmann number of 20 and volume fraction of 0.04, an enhancement of about 11 percent in performance coefficient is observed in comparison with the case that the magnetic field is absent.
    Keywords: Nanofluid, microchannel, Sudden expansion, Magnetic field, Low Reynolds number
  • Pezhman Namashiri, Akbar Allahverdizadeh *, Behnam Dadashzadeh Pages 101-114
    Heart failure is one of the cardiovascular diseases that causes changes in the structure of the heart and reduces the output of the heart. This disease can be divided into two categories: diastolic and systolic heart failure. In diastolic heart failure, the thickness of the ventricular walls increased and is associated with concentric hypertrophy. In this study, concentric hypertrophy is considered to be caused by pressure overload, as a result of which, the number of sarcomeres increases in parallel, and as a result, causes a relative increase in the transverse area of the cardiomyocytes. Continuum equations of concentric hypertrophy by using an idealized biventricular geometry have been implemented in COMSOL Multiphysics software, the approach presented for implementing the equations is completely new and has fundamental advantages over the implementation of the previous approach, and does not require coding and can be easily implemented in a finite element software. The results of the simulation showed that the thickness of the ventricular walls increases and the volume of the ventricular chambers decreases. The mentioned results are consistent with the clinical observations of the disease and shows that computational modeling can be used as a powerful tool to increase specialist’s knowledge of diseases that have a high mortality rate.
    Keywords: growth, Heart Diseases, Computational modeling, Finite Element Method