Методика формалізації задачі вибору параметрів системи лазерного розподілу мікробіологічного об'єкта

Анотація

Результати експериментальних досліджень по взаємодії електромагнітного випромінювання оптичного діапазону з мікробіологічними об'єктами довели ефективність використання саме лазерних систем. Розглянута методика формалізації задачі обґрунтування допустимих з обмежень на температурне поле, значень інтенсивності та радіусу носія джерела лазерного випромінювання. Таке завдання виникає при лазерному розподілі ранніх ембріонів в племінному тваринництві. Змістовний сенс її постановки полягає в тому, щоб при лазерному розподілі ембріона з множини допустимих робочих параметрів технічних засобів знайти такі, які б забезпечили технологічний процес ділення ембріона і при цьому створюється температурне поле в найближчих до місця розподілу точках не перевищувало наперед задані значення. Критерієм якості протікання технологічного процесу визначений перевищення температурним полем заданих значень, що забезпечують температурну стійкість (життєздатність) частин ембріона. До робочим параметрам в першу чергу відносяться: потужність лазерного впливу і геометричні параметри носія лазерного джерела. Наближеною фізичною моделлю взаємодії лазерного випромінювання з ембріоном може бути модель однорідного по теплопровідності кулеподібного тіла, на яке діє локальне сферичне джерело, що переміщується з заданою швидкістю в площині і діле ембріон на дві частини. Нестаціонарне температурне поле кулеподібного однорідного по теплопровідності тіла, що містить в центрі (найбільш «навантажений» температурний режим) дискретне імпульсне джерело, описується в сферичній системі координат параболічних рівнянням. Результатом рішення крайової задачі є розподіл надлишкової температури, породженої тільки джерелом, яка потім приведена до істинної температурі, з урахуванням температури на кордоні «ембріон – живильне середовище».