التحقيق في فصل التدفق ثلاثي الأبعاد الناجم عن نموذج بوليب أضعاف الصوتية

الهدف العام من التجربة التالية هو التحقيق في فصل التدفق ثلاثي الأبعاد الناجم عن نموذج سليلة الطية الصوتية. يتم تحقيق ذلك عن طريق تركيب نصف كرة بروتين بنسبة عرض إلى ارتفاع اثنين إلى واحد في قسم الاختبار في نفق الرياح لنمذجة نتوء مثبت على الحائط ، مثل الورم أو العقيدة. كخطوة ثانية ، يتم تنفيذ تقنيات تصور تدفق الزيت ، والتي تتيح تصور خطوط احتكاك الجلد ونقاط الفصل والتعلق داخل التدفق السطحي.

بعد ذلك ، يتم الحصول على قياسات ضغط السطح غير المستقرة حول النتوء المثبت على الحائط. من أجل تحديد أحمال ضغط الجدار المحيطة بالورم النموذجي ، تظهر النتائج بالاقتران مع بيانات تناظر فيلات صورة الجسيمات وجود دوامة حدوة حصان تتساقط دوامات دبوس الشعر وأحمال الضغط المكانية والزمانية المحيطة بالورم الحممي الصوتي النموذجي ، والتي من المتوقع أن تساهم في ديناميكيات الطيات الصوتية غير المنتظمة التي لوحظت في المرضى الذين يعانون من حالات مرضية مثل الاورام الحميدة أو العقيدات. يمكن أن توفر هذه الطريقة نظرة ثاقبة لديناميكيات السوائل لاضطرابات الطيات الصوتية المرضية.

يمكن أيضا تطبيقه على أنظمة أخرى مثل تدفق الدم وشرايين التضيق ، وإدارة الكثبان الرملية الساحلية ، والتدفق الثانوي ، والمبادلات الحرارية وتطبيقات طاقة الرياح. بشكل عام ، يمكن أن يواجه الأفراد الجدد في هذه الطريقة صعوبة في تحديد الخليط الزيتي الصحيح لظروف الاختبار الخاصة بهم. لإنشاء نموذج الورم الصوتي الطي ، ابدأ ببناء تصميم ثلاثي الأبعاد بمساعدة الكمبيوتر أو ورم نموذج CAD.

كنصف كرة أرضية ، أضف قاعدة مربعة إلى الجزء السفلي من الورم الصوتي النموذجي لاستخدامه لتثبيت النموذج على أرضية قسم الاختبار. تصدير نموذج 3D CAD كملف طباعة حجرية مجسمة أو STL. اختر دقة لا تقل عن 600 نقطة في البوصة لضمان سطح أملس على النموذج الورمي

قم بتحميل ملف STL في البرنامج المناسب واطبعه باستخدام طابعة ثلاثية الأبعاد عالية الدقة أو نموذج أولي سريع. مع دقة طبقة مدمجة لا تقل عن 20 ميكرومتر ، أصبح الورم الحميد جاهزا الآن للتركيب في نفق الرياح. يحتوي قسم اختبار نفق الرياح على لوحة سفلية قابلة للإزالة مع فتحة مربعة تقع على طول خط الوسط الامتداد ، وفي موقع المصب المطلوب.

يتم استخدام الثقب لتركيب نموذج الورم الصوتي. للتحضير لاختبارات تدفق الزيت ، قم بتغطية السطح الداخلي لقسم اختبار نفق الرياح بورق لاصق أبيض. ضع الورق اللاصق بحذر للتأكد من عدم وجود تجاعيد أو نتوءات بسبب فقاعات الهواء.

قم بقص ثقب في الورق اللاصق فوق الفتحة المربعة في أرضية قسم الاختبار. ثم استبدل اللوحة السفلية القابلة للإزالة في قسم الاختبار. الآن أدخل الورم النموذجي في موضع المرساة.

للتحضير للاختبار باستخدام كاميرا عالية الدقة مثبتة فوق قسم اختبار نفق الهواء ، قم بتركيز الكاميرا بحيث تكون مجال الرؤية ، بما في ذلك النموذج الورمي ومنطقة قسم الاختبار المحيطة. اضبط الكاميرا للحصول على صور أو فيديو. قم بإعداد خليط زيت تصور التدفق عن طريق الجمع بين مسحوق الحبر والمسحوق والكيروسين بنسبة سبعة إلى واحد إلى اثنين من حيث الحجم.

اخلطي زيت الأطفال ومسحوق التونر معا في وعاء وقلبي لبضع ثوان حتى يذوب التونر تماما. ثم نضيف الكيروسين ونخلط. انقل الخليط جيدا إلى زجاجة رذاذ لسهولة تطبيقه على سطح قسم الاختبار.

قبل وضع خليط الزيت ، نظف سطح قسم الاختبار بالماء وجففه بمنشفة ورقية. ثم اتركه يجف في الهواء لبضع دقائق. استخدم زجاجة الرش المملوءة بخليط الزيت لرش طبقة رقيقة متساوية من السائل على المنطقة المحيطة بالورم الصوتي النموذجي.

طبقة خليط الزيت الرقيقة والمتساوية مهمة لإنتاج الزيت المناسب. تبدأ صور تصور الفيلم الحصول على الصورة أو الفيديو على الكاميرا. يبدأ الحصول على الكاميرا قبل تشغيل نفق الرياح.

من أجل التقاط حركة خليط الزيت العابر الأولية ، قم بتشغيل نفق الرياح الشفطي بالسرعة المطلوبة. سيبدأ خليط الزيت في التدفق على طول سطح قسم الاختبار. بمجرد توقف خليط الزيت عن التدفق ووصوله إلى حالة مستقرة كما هو موضح في الأنماط الثابتة ، أو عند انقضاء الوقت المطلوب ، أوقف تسجيل الكاميرا وقم بإيقاف تشغيل نفق الرياح لإضافة ضغط ثابت.

الصنابير على سطح أرضية قسم الاختبار. ابدأ من خط الوسط لموضع المرساة للورم النموذجي وحفر ثقوب في اللوحة القابلة للإزالة لعمل نمط شبكي يمتد على عرض ثماني نقاط و 89 سم و 22 نقطة و 86 سم في اتجاه مجرى النهر. ثم قم بتركيب جداول الفولاذ المقاوم للصدأ في الثقوب المحيطة بالورم النموذجي في التكوين المطلوب.

تحتوي المحن على انتفاخ في أحد طرفيه لربط الأنابيب المرنة وهي مستقيمة على الطرف الآخر للتركيب. عند تركيبها بشكل صحيح ، يتم مسح المحن بأرضية قسم الاختبار. بعد ذلك ، قم بإرفاق قطع قصيرة من أنابيب البولي فينيل كلوريد المرنة الشفافة لتوصيل جداول الفولاذ المقاوم للصدأ المثبتة بمنافذ قياس محول ضغط المسح الضوئي.

محول ضغط المسح الضوئي على 16 منفذ ضغط. ابدأ الحصول على بيانات ضغط السطح عن طريق توصيل محول ضغط المسح بجهاز كمبيوتر وتكوين معلمات الاستحواذ باستخدام برنامج محول ضغط المسح الضوئي. قم بتعيين برنامج الاستحواذ للحصول على البيانات عند 500 هرتز للمدة المطلوبة للحصول على البيانات.

بعد ذلك ، اضبط نفق الرياح الشفطي على السرعة المطلوبة. ابدأ الآن في اكتساب قياس الضغط. يمكن الحصول على قياسات الضغط في وقت واحد مع أي تقنية تشخيص تدفق مرغوبة.

على سبيل المثال ، ليزر PIV ، وتماثل دوبلر فيلا ، وقياس شدة الدم بالأسلاك الساخنة. تم اختبار الورم النموذجي في ظل ظروف التدفق الثابت برقم رينولدز 9,000. يتم عرض خط الفصل الأولي في المنبع على أنه الخط المظلم في اتجاه المنبع من الورم الورمي.

بالقرب من أعقاب الورم توجد عقدتان لتركيز الدوامة ، وهما نقطتا التعلق لأنبوبين من الدوامة المضادة للدوران يشكلان أرجل دوامة دبوس الشعر في اتجاه مجرى النهر. تظهر هنا صورة تصور لتدفق الزيت لنموذج الورم في التدفق المتقاطع برقم رينولدز 9,000. تتلاقى الخطوط الداكنة الممتدة في اتجاه مجرى النهر من جانبي الورم الحميد ، والتي تمثل الحدود الخارجية للاستيقاظ حتى نقطة التعلق بسبب دوامة إعادة التدوير خلف الجسم.

نتائج تصور تدفق الزيت لظروف التدفق المستمر تكوين نظام دوامة حدوة حصان في اتجاه المنبع من الورم النموذجي ودوامات دبوس الشعر في اتجاه مجرى الورم. يتم عرض قياسات ضغط المنبع والمصب خلال دورة تذبذب واحدة هنا. يشير الخط الأحمر الموجود في الموضع رقم ثلاثة إلى موقع أدنى ضغط في منطقة التدفق العكسي مباشرة في اتجاه مجرى النهر من الورم الورمي.

تم العثور على قيم محول الضغط الفردية لتتغير طوال الدورة ، واختلف فرق الضغط بين مواقع محول الطاقة كدالة لموقع الدورة وبالتالي متوسط السرعة الموضحة. فيما يلي دراسة ذات صلة باستخدام الطيات الصوتية النموذجية المدفوعة ونموذج الورم الصوتي المثبت على الحائط. اتجاه تدفق السائل خارج الشاشة.

تظهر الأسهم الملونة المخططات المتجهة لحجم السرعة عندما تبدأ الطيات الصوتية في الانفتاح. يتم تشكيل قناة متقاربة ويتم تطوير تدرج ضغط موات. يمر التدفق فوق الورم ويتم توجيهه نحو خط الوسط.

عندما يصل المزمار إلى أقصى عرض له ويفترض تكوينا موازيا ، يتم تشكيل دوامات حكيمة للدفق المضاد للدوران. عندما تغلق الطيات الصوتية ، يتم إجبار التدفق حول السليلة وبعيدا عن خط الوسط الخلفي الأمامي بمجرد إتقانها ، يمكن إجراء هذه التقنية في بضع دقائق إذا تم إجراؤها بشكل صحيح. بعد مشاهدة هذا الفيديو ، يجب أن يكون لديك فهم جيد لكيفية الحصول على بيانات تصور تدفق الزيت ، والتي يمكن استخدامها لتحديد خطوط احتكاك الجلد في المناطق عالية ومنخفضة السرعة ، ولإنشاء خرائط طوبولوجية للتدفقات ثلاثية الأبعاد المعقدة.