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國立清華大學 動力機械工程學系 劉通敏所指導 王春生的 旋轉紊性熱流場之晶格玻茲曼建模與模擬 （2018），提出gs-600缺點關鍵因素是什麼，來自於晶格玻茲曼方法、旋轉、大渦模擬、紊性熱流、寬高比、方管、格點加密。
而第二篇論文國立成功大學 生物醫學工程學系 黃執中所指導 史卓強的 高頻超音波彈性影像用於評估薄層組織之機械特性 （2018），提出因為有 高頻超音波、彈性影像、薄層組織機械特性、剪向波、萊姆波的重點而找出了 gs-600缺點的解答。
旋轉紊性熱流場之晶格玻茲曼建模與模擬
為了解決gs-600缺點 的問題，作者王春生 這樣論述：
近二十年來，晶格玻茲曼方法（Lattice Boltzmann Method）憑藉其平行效率與邊界處理上的優勢逐漸成為替代傳統納維-斯托克斯求解器（Navier-Stokes Solvers）來建模與模擬紊性熱流場之強有力工具。雖然晶格玻茲曼模型在靜態條件下已經獲得大量關注，但其在旋轉狀態下的研究卻還處於初級階段。因此本文基於旋轉坐標首度提出了一種新的晶格玻茲曼模型以用來對旋轉系統之紊性熱流場進行大渦模擬（Large Eddy Simulation）。大渦模擬之次格點模型為改善剪力的司馬格林斯基模型（Shear-Improved Smagorinsky Model）。由於此模型中的應變率可以
直接透過非平衡態分佈函數就地算出，因此其整過計算過程完全局部化。為了驗證以上提出之方法，本文藉其模擬了壓差驅動且具跨向旋轉與熱傳之紊性平行板流。基於摩擦速度與平行板半高之雷諾數（Reτ）固定為194而基於摩擦速度與平行板全高之旋轉數（Roτ）則從0變化至3.0。工作流體為空氣，其普朗特數（Pr）為0.71。計算結果包括平均速度、雷諾應力、均方根紊動速度、平均溫度、均方根紊動溫度以及紊性熱流密度。透過與前人直接模擬（Direct Numerical Simulation）之數據比較可以發現本研究結果與前人數據具有較高的一致性，這也驗證了本研究方法用於模擬旋轉紊性熱流場之可行性。旋轉紊性內流場在很
多工業應用中都扮演者非常重要的角色，如燃氣渦輪機、旋轉電極、化學反應器、分離器等。然而人們對這些設備中許多具挑戰性的物理現象，如速度峰值在正方形管道中偏向壓力壁（Pressure Wall）而在平行板中則偏向吸力壁（Suction Wall）等，並未完全了解。因此本文基於先前新方法對跨向旋轉方管之紊性全展流進行首次模擬研究。Reτ與Roτ分別固定為150與2.5而通道寬高比（AR）從1變化至6而後∞（平行板）。透過與前人直接模擬的數據進行比較，本方法在模擬具旋轉離心力與科氏力之紊性正方形管流（AR = 1）的可行性進一步得到驗證。隨著AR的增加，在方形管中首次發現存在著一個臨界AR = 4，當
寬高比低於此值時平均主流峰值偏向壓力壁而低於此值時其偏向吸力壁。此一臨界AR值也出現在表征管道中心紊流狀態之各向異性不變量圖（Anisotropic Invariant Map）中。藉助宏觀統御方程，本文從根本上闡明了平均主流峰值偏轉之物理機制以及臨界AR出現之原因。此外在所有的管流中，埃克曼層傳輸（Ekman Layer Transport）在空間和時間上皆持續，且對核心區之影響隨著AR的增加而減弱。為了進一步解釋流場對熱傳的影響，本文對以上AR = 1、4與∞管道在Pr = 0.71時進行了熱傳的研究。加熱方式為上下壁等溫而側壁絕熱。研究結果發現對所有方管其二次流被兩個逆向旋轉的側壁渦旋所
主導，此對渦旋顯著地促進了壓力壁兩角落附近的熱傳。相較於側壁渦旋，普朗特第二類二次流（Prandtl’s Secondary Flow of the Second Kind）對熱傳的貢獻則較小。關於熱傳的一個新發現是平均溫度分佈較純熱傳導結果之偏差在AR < 4時因埃克曼運動為負而在AR > 4時沿管道高度方向大部分區域為正。另外在所有參數中雷諾應力分量與熱傳之相關性最高，但該相關性會隨著AR的減少而下降。晶格玻茲曼方法的重要缺點之一就是均勻網格限制。如此一來，為了在高雷諾數下獲得精確的結果，需要對網格進行全局加密以解析到最小的流力尺度，這就意味著計算成本的驟升。為解決此問題，本文進一步發展了
多區域格點加密技術從而使晶格玻茲曼方法能夠在多重解析度格點上模擬三維流場和熱傳。該方法在同時包括外力與能量源項情況下使用一種三維縮放算法與二維雙三次插值來解決粗細格點間非平衡態函數的耦合問題。 隨後本文用新提出的加密方法模擬了三個基準算例，即三維通道強制對流、立方凹穴自然對流以及紊性平行板流，並將計算結果與前人數據進行比較，發現二者具有較好的一致性，這表明當前加密算法可準確模擬三維熱流場問題。
高頻超音波彈性影像用於評估薄層組織之機械特性
為了解決gs-600缺點 的問題，作者史卓強 這樣論述：
由於組織機械特性的改變多伴隨著其病變的發生，因此，組織的機械特性(廣泛來說為彈性及黏性)被視為一種有效的生物標記並用於診斷多種疾病。近年來，許多研究團隊發展多種不同類型的超音波彈性影像技術用以量測組織黏彈特性。其中，以超音波聲輻射力(acoustic radiation force, ARF)彈性影像技術為基礎所發展的超音波聲輻射力脈波(acoustic radiation force impulse, ARFI)影像與剪向波彈性影像(shear wave elasticity imaging, SWEI)為目前該領域發展的主流，兩者被認為在臨床診斷上有較大的潛力。這兩種方法是利用量測因超音
波聲輻射力所產生的組織位移或是組織內的剪向波傳播來對該組織進行黏彈特性的定量。然而，由於此類技術多適用於量測較大型的器官(如乳房、肝臟或是腎臟等)，對於如何提高影像解析度以及使用何種波傳導模型以適用於薄層組織，自今仍然存在著很大的挑戰。有鑑於此，本論文的目的即是希望能以超音波聲輻射力彈性影像技術為基礎，準確地量測薄層組織的機械特性。為了達成這個目標，我們提出了一個雙頻超音波的概念，利用低頻超音波激發大能量的聲輻射力，再利用高頻超音波偵測薄層組織的微小局部位移，此概念能有效補償傳統低頻超音波聲輻射力技術低空間解析度的缺點。本篇論文中，我們以多種全新設計的超音波換能器實現上述雙頻超音波的概念，應用
在不同薄層組織，並驗證其未來臨床上的可行性。首先，本研究建構了一套高解析度超音波聲輻射力影像系統，搭配使用一顆雙頻共焦換能器針對各種動脈進行掃描。我們首先使用水聽器對系統進行量測，得到不同的動脈組織(包括豬主動脈、肺動脈、冠狀度及不同血溶比的血塊)在不同能量大小的超音波聲輻射力所產生的組織位移量，找出在FDA規範下，需要多少超音波聲輻射力能量才能使動脈組織位產生足夠被偵測的位移量。並以此為根據，對具有血塊的動脈以及人造動脈硬化的動脈進行掃描，結果皆能有效地重建出相對應的動脈切面之硬度分布。為了更進一步以血管內的方式量測動脈硬化的機械特性，我們使用了一個全新設計的雙頻血管內超音波換能器，以此結合
超音波聲輻射力彈性影像與血管內超音波技術。該換能器能同時激發聲輻射力並且偵測剪向波在組織內的傳播，系統再分別以剪向波的波速和振幅進行成像。最終，對仿體和患有動脈硬化的兔頸動脈進行掃描，結果皆能提供切面上硬度的分布，並區分其差異。為了可以測得薄層組織準確的黏彈特性，我們將所發展的雙頻超音波聲輻射力彈性影像系統與萊姆波模型整合。分別利用脈波(impulse)與諧波(harmonic)的方式激發超音波聲輻射力，並且測量其導波於薄層組織中的相速，藉由擬合測得的相速與萊姆波模型來估算組織的黏彈特性。研究量測了多種厚度搭配不同黏硬度的仿體，並且分別以傳統的群速、剪向波模型與萊姆波模型對仿體進行擬合，並且與
在相同仿體下使用標準機械壓縮(mechanical test)測試的結果進行比較。結果顯示，使用萊姆波模型所擬合的黏彈特性結果最為接近標準。最後，我們也使用此系統測得豬眼角膜以及兔頸動脈的黏彈特性。在本篇論文中，我們提出了適用於薄層組織的聲輻射力彈性影像技術。藉由多種仿體、生物組織(包括動脈血管及眼角膜)，並且搭配多種全新設計的超音波換能器所進行的各項實驗，皆驗證了雙頻超音波實現在聲輻射力彈性影像技術的可行性，另外，藉由多種演算法與波模型的比較，也同時確認了適用於薄層組織的解決方案。本論文所提出的概念及其實現的技術不僅解決了傳統超音波彈性影像在空間解析度不足的缺點，同時也能為量測薄層組織黏彈特
性提供準確的定性、定量結果。我們期望此架構於雙頻超音波的聲輻射力彈性影像技術能夠成為未來臨床診斷上的一項新工具。