| 低频超声透皮给药系统压电-声-热计算模型 |
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| 引用本文： | 彭瀚旻,陈致钧,卢鹏辉,冒林丽. 低频超声透皮给药系统压电-声-热计算模型[J]. 振动、测试与诊断, 2015, 35(6): 1037-1043 |
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| 作者姓名： | 彭瀚旻 陈致钧 卢鹏辉 冒林丽 |
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| 作者单位： | （1. 中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室,太原030051）（2. 中北大学电子测试技术重点实验室,太原030051） |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金杰出青年基金资助项目(51225504)；国家基础研究发展计划（“九七三”计划）资助项目(2012CB723404)；国家自然科学基金资助项目(61127008) |
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| 摘 要： | 为分析低频超声透皮给药过程中由超声空化引起的发热问题,基于压电方程、热平衡方程和声压平衡方程,利用COMSOL有限元软件建立了低频超声透皮给药过程中压电-声-热耦合仿真计算模型。通过理论分析和FLIR热成像仪的温度测量实验,获得了系统在超声输入功率为5.5 W、频率为21kHz下的温度场分布与外表面最大温度变化曲线。超声换能器与低频超声透皮给药系统(空气中)的温度场分布及其最大温度值的仿真分析结果都与实验值一致,即在低频超声透皮给药过程中,药液中超声空化会造成声波大幅衰减,从而把部分声能直接转化为热能,导致药液温度快速上升,15min时外表面最高温度可达40℃,内部辐射头下方最大温度的理论值可达41.3℃,达到了低频超声透皮给药的温度安全要求(≤42℃)。计算与实验结果表明,所建立的压电-声-热耦合计算模型可以预测系统温度变化,可用于超声作用时间、换能器结构尺寸和材料参数的优化设计。
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| 关 键 词： | 高旋； 高过载； 传感技术； 测试系统 |
Piezoelectric-Acoustic-Thermal Calculation Model of Low-Frequency Sonophoresis Transdermal Drug Delivery System |
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| Peng Hanmin,Chen Zhijun,Lu Penghui,Mao Linli. Piezoelectric-Acoustic-Thermal Calculation Model of Low-Frequency Sonophoresis Transdermal Drug Delivery System[J]. Journal of Vibration,Measurement & Diagnosis, 2015, 35(6): 1037-1043 |
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| Authors: | Peng Hanmin Chen Zhijun Lu Penghui Mao Linli |
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