Skip to main content
SUPERVISOR
Ahmad Reza Pishevar,Mohamad Reza Tavakoli nejad
احمدرضا پیشه وراصفهانی (استاد راهنما) محمدرضا توکلی نژاد (استاد مشاور)
 
STUDENT
Ali Zolfaghari Sichani
علی ذوالفقاری سیچانی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مکانیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1393

TITLE

Experimental and Numerical Study of Electrohydraulic Extracorporeal Shock Wave Lithotripsy (ESWL)
Shock therapy was introduced in 1980 to treat kidney stones, and after a while was accepted as one of the best treatment. In this treatment shock waves are used to fragment the kidney stone. Different models of the lithotripter have the same pulse pressure profile but their pulses amplitude make the difference. In this study, the goal is to perform a simulation of the process for a standard lithotripter by considering the expansion of a high pressure vapor bubble generated by an electrical discharge within a reflector and determining the pulse pressure profile of the shock wave. For this purpose, an Arbitrary-Lagrangian-Eulerian (ALE) scheme based on an exact solution of the Riemann problem is used to integrate governing equations in time over a moving grid. Also, a suitable cavitation model has been used in the simulation that can predict the occurrence and collapse of cavitation bubbles as a result of the expansion and compression waves in the liquid phase. The obtained numerical results are compared with experimental results for the validation. Then, simulations have been done for other geometries to study the effect of geometrical parameters on the generated pressure pulse. At the end, the progress has been made so far for constructing an experimental prototype of a lithotripter in our lab is reported. Keywords: Shock wave, Electrohydraulic Lithotripsy, Cavitation, Vapor bubble, ALE scheme
روش درمان با موج ضربه‌ای در سال 1980 میلادی برای درمان سنگ‌های کلیه معرفی شد و پس از مدتی به عنوان یکی از بهترین درمان‌ها پذیرفته شد. مکانیزم فیزیکی سنگ شکن‌ها برای شکستن سنگ، بر اساس موج ضربه‌ای یا پالس فشاری است. در مدل‌های کاری متفاوت از سنگ‌شکن‌ها، پروفیل پالس فشاری شبیه است و تنها دامنه پالس باعث تفاوت شده است. هدف پژوهش حاضر شبیه‌سازی انبساط حباب بخار تولیده شده در اثر تخلیه الکتریکی و اندازه‌گیری کمی فشار موج ضربه‌ای متمرکزشده در یک نمونه سنگ‌شکن تجاری می‌باشد. بدین منظور یک مدل عددی تک سیالی بر اساس حل دقیق ریمان با استفاده از یک روش لاگرانژ-اویلری بر پایه حجم محدود به نام ارایه می‌شود. هم چنین در مدل سازی از مدل کاویتاسیون مناسب نیز استفاده شده است که می تواند پدیده کاویتاسیون رخ داده در اثر رفت و برگشت های امواج انبساطی و تراکمی را نشان دهد. نتایج مدل سازی حاضر با نتایج تجربی و عددی مقایسه شده است. پس از مقایسه نتایج، شبیه سازی برای هندسه های دیگر صورت گرفته است که تاثیرات پارامترهای هندسی بر تغییرات فشار بررسی می گردد. به منظور شبیه سازی دقیق انتشار امواج انبساطی و تراکمی از شبکه بندی دلانی و تطبیقی استفاده شده است. در ادامه پژوهش حاضر، نحوه ساخت یک نمونه آزمایشگاهی از دستگاه سنگ‌شکن الکتروهیدرولیک ارایه شده است. هدف از ساخت این دستگاه، بررسی پارامترهای هندسی- فیزیکی دستگاه و پدیده کاویتاسیون روی انتشار امواج می باشد که در پژوهش های آتی به اندازه گیری های مربوطه می انجامد. نتایج این بررسی، انجام تحقیقات بیش‌تر را تشویق می‌کند و هم‌چنین نشان می‌دهد که مدل عددی درمان با موج ضربه‌ای، می‌تواند بسیار مفید باشد و به طراحی دستگاه‌‌های جدید کمک کند. کلمات کلیدی: موج ضربه ای، سنگ شکن الکتروهیدرولیکی کلیه، کاویتاسیون

ارتقاء امنیت وب با وف بومی