การไหลในชั้นเพอริซิเลียรีโดยวิธีการผลต่างอันตะและนิวตันราฟสันแบบ N มิติ

Flow over pericillary layer using finite difference and N-dimensional Newton-Raphson methods

Name: ณัฐพล อังวัชรปราการ

ThaSH: ระบบหายใจ

ThaSH: มลพิษทางอากาศ

ThaSH: วิธีนิวตัน-ราฟสัน

LCSH: Air -- Pollution

LCSH: Newton-Raphson method

LCSH: Respiratory organs

Abstract: ทุกวันนี้อากาศมีการปนเปื้อนด้วยมลพิษมากมาย ซึ่งเมื่อเราหายใจรับอากาศที่ปนเปื้อนด้วยมลพิษเข้าไปยังร่างกาย ระบบทางเดินหายใจที่ทำหน้าที่คัดกรองมลพิษทำการสร้างเมือกเพื่อมาดักจับอนุภาคขนาดเล็กที่มากับอากาศและกำจัดออกจากร่างกายโดยการพัดของเส้นขนขนาดเล็กหรือที่เรียกว่าซิเลีย ที่เรียงตัวอยู่บนชั้นเนื้อเยื่อบุผิว ชั้นที่บรรจุเส้นขนทำหน้าที่ในการขับเมือกออกจากร่างกาย เรียกว่า ชั้นพีซีแอล และเส้นขนที่อยู่ในชั้นพิซีแอลนี้จะไม่สามารถทำงานได้สมบูรณ์ถ้าไม่มีของไหล ที่หล่อเลี้ยงเส้นขนที่อยู่ในชั้น พีซีแอล ซึ่งของไหลในชั้นพีซีแอลนี้เรียกว่าของไหลพิซีแอล เนื่องจาก ของไหลพีซีแอลมีผลต่อการเคลื่อนที่ของเส้นขน และเส้นขนมืผลต่อการขับเมือกออกจากร่างกาย ดังนั้นในงานวิจัยนี้จะทำการศึกษาการเคลื่อนที่ของของไหลพีซีแอลเพื่อที่จะทราบค่าขอบบนของชั้นพิ ซีแอลและสามารถน่าค่าขอบนี้เป็นขอบล่างในการคำนวณหาความเร็วของเมือกในชั้นเมือกเพื่อช่วยในการรักษาผู้ป่วยที่มืป้ญหาเกี่ยวกับทางเดินหายใจ ในงานวิจัยนี้ผู้วิจัยได้หาความเร็วของของไหลที่อยู่ในชั้นของพีซีแอลโดยใช้สมการบริงค์แมนไม่เชิงเส้นโดยของไหลพีซีแอลจะเคลื่อนที่จากการพัดโบก ของเส้นขนโดยที่ไม่ขึ้นอยู่กับตัวแปรความดันเพียงอย่างเดียววิธีผลต่างอันตะ (Finite Difference Method) และวิธีการนิวตันราฟสัน (Newton Raphson Method) ถูกน่ามาใช้ในการหาผลเฉลยของสมการดังกล่าวและได้จัดรูปแบบของสมการให้อยู่ในรูปของสมการเชิงเส้นเพื่อน่ามาเปรียบเทียบกับผลเฉลยจริงเพื่อตรวจสอบความถูกต้อง ผลการศึกษาได้แสดงผลเฉลยที่เส้นขนทำมุม 70°,80° และ 90° กับพื้นราบ ซึ่งผลเฉลยนี้นสามารถนำไปประยุกต้ใช้กับปัญหาอื่นได้ เช่น การไหลของของไหลผ่านทุ่งนา หรือตัวกลางที่มีรูพรุนในลักษณะเดียวกัน

Abstract: Nowadays, air is contaminated with pollution. When we take this polluted air into the lungs, organs involved in breathing system produce mucus to catch the parti- cles and remove them from the human body by the movement of tiny hair lining on the epithelium cell in the respiratory system. The layer containing the tiny hair or cilia is called Periciliary Layer (PCL) and the fluid in this layer is named PCL fluid. In this research, we find the velocity of the fluid in the PCL by using the nonlinear Brinkman equation, where the fluid flows by the movement of cilia, not just the pressure gra- dient. The second-order finite difference method and the Newton-Raphson approach are employed to calculate the numerical solutions. The results are compared with the exact solution for the linear equation, without the nonlinear term, with a good agreement. We present the solutions of the nonlinear Brinkman equation when the cilia make angles 70◦, 80◦ and 90◦ with the horizontal plane. Applications are fluid flow through rice field and other similarly porous media.

สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง. สำนักหอสมุดกลาง

Address: กรุงเทพมหานคร

Email: Lifelong@kmitl.ac.th

Name: กนกณัฏฐ์ช์ วัฒนแจ่มศรี

Role: อาจารย์ที่ปรึกษาวิทยานิพนธ์

Created: 2563

Modified: 2564-07-12

Issued: 2564-07-12

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

tha

DegreeName: วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต

Level: ปริญญาโท

Descipline: คณิตศาสตร์ประยุกต์

Grantor: สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง

©copyrights สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	Fulltext Nattapol Oangwatcharaparkan.pdf	1.86 MB	17	2026-05-26 18:16:01

ใช้เวลา

0.024249 วินาที