Новый подход
к моделированию полей

Главная >> Применение >> Типовые примеры >>

Нагрев кожи мыши под действием импульсного электрического поля

медицина, электропорация, теплопередача, температура

Тип задачи
Плоско-параллельная связанная задача электрического поля постоянных токов и нестационарной теплопередачи.

Геометрия
Нагрев кожи мыши под действием импульсного электрического поля Рассчитать распределение напряженности электрического поля в слоях кожи лабораторной мыши при напряжении на электродах 500 и 1000 В и построить графики распределения напряженности поля вдоль слоев кожи Роговой слой Эпидермис Дерма Мышцы Подкожный слой U 5 мкм 10 мкм 700 мкм 550 мкм 495 мкм Электрод Электрод

Дано
Напряжение U = 1000 В, скважность 0.59%
Температура кожи: 37 °C, температура окружающего воздуха 25 °C , коэффициент конвекции: 5 Вт/(К·м²)

Электропроводности слоев кожи, См/м
До электропорацииПосле электропорации
Роговой слой1.25e-50.5
Эпидермис0.20.8
Дерма0.2 0.8
Мышцы0.41
Подкожный слой0.020.2

Задание
Известно, что электропорация при указанных параметрах импульсного напряжения оказывает дезинфицирующее действие на зараженную ткань. Рассчитать распределение температуры в слоях кожи мыши под действием импульсного электрического поля и убедиться в том, что действие электропорации носит нетепловой характер.

Решение
Электрическое поле приложено к обожженному участку кожи мыши с помощью электродов. Электропроводности слоев кожи между электродами и вне их разные, так как электропорация влияет на электропроводность.
Решается задача постоянного электрического поля, где задано среднее значение импульсного напряжения за период.

Результаты
Распределение температуры в слоях кожи мыши:
Распределение температуры в слоях кожи мыши

Результаты показывают, что действие электропорации вызвано не повышением температуры, и в её основе лежит другой принцип.

** Статья "Электропорация" на Википедии

Сертификаты ELCUT по ГОСТ, СП, ИСО, СанПиН