Программный комплекс для численной реализации математической модели течения воздуха в деформируемых легких человека
математическое моделирование пористая среда Web-интерфейс геометрия легких метод конечных элементов метод конечных объемов
Программный комплекс представляет собой совокупность взаимосвязанных модулей, осуществляющую численную реализацию математической модели процесса течения воздуха в деформируемых легких человека, рассматриваемых как двухфазная деформируемая пористая среда. Программа обладает многопользовательским Web-интерфейсом с возможностью подключения удаленного доступа, который организует работу с тремя основными модулями. 1) Модуль подготовки входных данных для расчета, включающий в себя импорт конечно-элементной сетки (геометрии легких и внутрилегочных участков бронхов); задание свойств фаз (воздуха и легочной ткани); задание начальных и граничных условий; задание расчетных параметров. 2) Модуль, реализующий вычислительную пошаговую процедуру (с использованием технологии параллельных вычислений), основанную на методе конечных элементов и методе конечных объемов. 3) Модуль визуализации результатов расчета и экспорта расчетных данных по временным шагам. Программа позволяет получать пространственное распределение параметров легочной ткани и воздушной фазы в различные моменты дыхательного цикла, в том числе поля скоростей перемещений, перемещений, деформаций, напряжений, потоков воздуха.
Практическая значимость работы заключается в возможности применения разработанной модели для моделирования процесса дыхания в норме и при патологии, для выявления пространственного распределения зон локализации риска развития морфологических нарушений, а также для последующего прогнозирования риска развития профессиональной бронхолегочной патологии. Модель может быть использована при формулировании требований к разрабатываемым средствам индивидуальной защиты (СИЗ) органов дыхания работников различных отраслей, оценки эффективности СИЗ; при разработке рекомендаций к корректировке гигиенических нормативов о допустимых концентрациях взвешенных частиц в воздухе жилой и рабочей зон; при корректировке трудового режима работников в зависимости от условий работы. Еще одним аспектом применения работы является исследование доставки лекарственных препаратов в организм человека ингаляционным способом. Модель может быть полезна для анализа движения новообразований при лучевой терапии, а также для исследования процессов при искусственной вентиляции легких человека.
76.33.33
Коммунальная гигиена и гигиена окружающей среды
27.35.43
Математические модели биологии
Петр
Трусов
Валентинович
"Доктор физико-математических наук"
"Профессор"
"Q-1047-2015"
"6602816811"
"4234"
"https://pstu.ru/basic/glossary/staff/?sid=410"
"https://orcid.org/ \n0000-0001-8997-5493"
РОССИЯ
Михаил
Цинкер
Юрьевич
"Отсутствует"
"Отсутствует"
"G-7914-2016"
"57189662007"
"633821"
""
"0000-0002-2639-5368"
РОССИЯ
Владислав
Нурисламов
Владимирович
"Отсутствует"
"Отсутствует"
"-"
"-"
"-"
"-"
РОССИЯ
Нина
Зайцева
Владимировна
"Доктор медицинских наук"
"Академик"
"P-8675-2015"
"7101903269"
"596304"
"http://fcrisk.ru/node/25"
"0000-0003-2356-1145"
РОССИЯ
РОСПОТРЕБНАДЗОР
ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО НАДЗОРУ В СФЕРЕ ЗАЩИТЫ ПРАВ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ И БЛАГОПОЛУЧИЯ ЧЕЛОВЕКА
1047796261512
АННА
ПОПОВА
ЮРЬЕВНА
Организация
Федеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека
Федеральные государственные казенные учреждения
ФБУН "ФНЦ МЕДИКО-ПРОФИЛАКТИЧЕСКИХ ТЕХНОЛОГИЙ УПРАВЛЕНИЯ РИСКАМИ ЗДОРОВЬЮ НАСЕЛЕНИЯ"
ФЕДЕРАЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ "ФЕДЕРАЛЬНЫЙ НАУЧНЫЙ ЦЕНТР МЕДИКО-ПРОФИЛАКТИЧЕСКИХ ТЕХНОЛОГИЙ УПРАВЛЕНИЯ РИСКАМИ ЗДОРОВЬЮ НАСЕЛЕНИЯ" ФЕДЕРАЛЬНОЙ СЛУЖБЫ ПО НАДЗОРУ В СФЕРЕ ЗАЩИТЫ ПРАВ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ И БЛАГОПОЛУЧИЯ ЧЕЛОВЕКА
1025900507269
ВАДИМ
АЛЕКСЕЕВ
БОРИСОВИЧ
Организация
Федеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека
Федеральные государственные бюджетные учреждения