基于FPCB绕组的导管泵用电动机设计及损耗分析

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作者 王芳群 钱锋 +2 位作者 高宇 李子健 王少俊 《江苏大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第3期337-345,共9页

基于无槽无刷直流电动机具有体积小、功率密度高、无齿槽转矩的特点,采用柔性印刷电路板(FPCB)技术设计了一种导管泵用无槽无刷微型直流电动机,提出了基于3D多物理场耦合模型分析方法,对导管泵用无槽无刷微型直流电动机进行了损耗分析... 基于无槽无刷直流电动机具有体积小、功率密度高、无齿槽转矩的特点,采用柔性印刷电路板(FPCB)技术设计了一种导管泵用无槽无刷微型直流电动机,提出了基于3D多物理场耦合模型分析方法,对导管泵用无槽无刷微型直流电动机进行了损耗分析和优化设计.结果表明:导管泵用无槽无刷微型直流电动机的铜损占整个电动机损耗的88%左右,是导致电动机发热的主要原因;在温度场仿真中,温度变化会改变电动机损耗,影响电动机输出转矩;在流场仿真模型中,电动机温度会使人体血液温度升高,影响血液相容性;流动的血液会带走部分热量,降低电动机温度;绕组优化后的导管泵用电动机输出转矩得到提高,损耗得以降低. 展开更多

关键词 无槽无刷直流电动机 导管泵 柔性印刷电路板 多物理场 血液相容性

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导管泵辅助狭窄冠状动脉血流动力学的数值模拟

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作者 王芳群 李子健 +2 位作者 张志豪 张瑶 朱凤莲 《排灌机械工程学报》 CSCD 北大核心 2023年第9期881-887,共7页

针对导管泵辅助心血管及冠状动脉系统构建了多尺度模型,并对其血流动力学行为进行研究.建立心血管及冠状动脉系统的集总参数模型,宏观分析了导管泵辅助下的心衰合并冠脉狭窄患者的血流动力学参数,并结合计算流体动力学方法研究病理及导... 针对导管泵辅助心血管及冠状动脉系统构建了多尺度模型,并对其血流动力学行为进行研究.建立心血管及冠状动脉系统的集总参数模型,宏观分析了导管泵辅助下的心衰合并冠脉狭窄患者的血流动力学参数,并结合计算流体动力学方法研究病理及导管泵辅助下系统的微观流动特性.结果表明:冠状动脉的狭窄程度、狭窄分支对冠状动脉血流影响显著,且左主干狭窄对血流量下降速度影响大于右冠,狭窄部位血流速度及壁面切应力急速上升,并在远心端出现低流速区域以及随狭窄程度加重而增加的涡流等紊流现象;导管泵辅助下冠脉血流量有效提升,一定程度上降低狭窄对血管壁的切应力和流速峰值.导管泵辅助可对心衰合并冠脉狭窄患者的血流动力学参数产生积极影响,具有一定的临床应用价值. 展开更多

关键词 导管泵 血流动力学 脉狭窄 多尺度模型 辅助模式

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导管泵辅助模式对心血管和冠状动脉血流动力学的影响

3

作者 王芳群 张志豪 +3 位作者 朱凤莲 张瑶 徐凡 何辰杨 《江苏大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2023年第6期710-718,共9页

通过构建基于经皮导管泵辅助模式的心血管及冠状动脉系统的集中参数模型,采用数值仿真方法研究冠状动脉狭窄对患者血流动力学的影响,以及导管泵对冠状动脉系统的影响.研究结果表明:不同的导管泵辅助模式均可有效提高左主干狭窄合并心力... 通过构建基于经皮导管泵辅助模式的心血管及冠状动脉系统的集中参数模型,采用数值仿真方法研究冠状动脉狭窄对患者血流动力学的影响,以及导管泵对冠状动脉系统的影响.研究结果表明:不同的导管泵辅助模式均可有效提高左主干狭窄合并心力衰竭患者心血管的心输出量,帮助左心室卸载;导管泵的变转速辅助模式和定转速辅助模式均可有效提高狭窄情况下冠状动脉的血液灌注量和冠脉血压,维持血流动力学的稳定;当左主干狭窄程度分别为60%和80%时,变转速辅助模式可分别辅助提高左主干血流量38.1%和47.4%,且均高于定转速辅助模式;相较于定转速辅助模式,变转速辅助模式在提高心输出量、狭窄冠脉的血流量以及提高血流的搏动性等方面,具有较明显的优势. 展开更多

关键词 经皮导管泵 冠脉狭窄 集中参数模型 辅助模式 血流动力学

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项目式学习在小学数学教学中的应用研究

4

作者 王芳群 《中文科技期刊数据库（文摘版）教育》 2024年第1期0066-0069,共4页

对小学生而言,在数学课程中运用项目式学习方式,既可以提高数学课堂教学的效率,又可以有效地提高自己的学习兴趣,同时也对学生未来数学课程的学习产生了积极的影响。因此,本文就项目式学习在小学数学教学中的应用进行简单的分析与探究,... 对小学生而言,在数学课程中运用项目式学习方式,既可以提高数学课堂教学的效率,又可以有效地提高自己的学习兴趣,同时也对学生未来数学课程的学习产生了积极的影响。因此,本文就项目式学习在小学数学教学中的应用进行简单的分析与探究,以供相关人员参考借鉴。在教学改革的大环境下,有关教育工作者要把研究课题式学习运用到小学数学教学中去,以培养学生的数学学科核心素养为出发点,有计划地进行教学活动。因此,要切实提高小学数学学科的教学质量,提高其教学实际效果。 展开更多

关键词 项目式学习 小学数学教学 应用策略

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基于导管泵电机振动噪声的优化设计

5

作者 高宇 王芳群 +3 位作者 郑书坤 王少俊 钱锋 茹伟民 《微特电机》 2023年第6期14-20,26,共8页

经皮导管泵是一种新型急性左心室辅助装置,具有体积小、植入方便和耐热性高等优点。针对其特殊的工作环境,提出了一台外径6 mm的柔性印刷电路板(FPCB)绕组经皮导管泵直流电机的设计方案,推导受绕组参数影响的径向电磁力解析表达式,分析... 经皮导管泵是一种新型急性左心室辅助装置,具有体积小、植入方便和耐热性高等优点。针对其特殊的工作环境,提出了一台外径6 mm的柔性印刷电路板(FPCB)绕组经皮导管泵直流电机的设计方案,推导受绕组参数影响的径向电磁力解析表达式,分析影响电机振动的主要时空阶次并进行电机振动噪声的优化设计。研究绕组结构对导管泵电机电磁噪声的影响机制,分析绕组层数和匝数与削弱电机振动噪声之间的关系。提出平稳转矩参数k,分析不同气隙长度对转矩脉动和平均转矩的影响,结合有限元分析对比优化前后电机的径向电磁力和电磁振动噪声大小。结果表明,在保证电机驱动性能的前提下,采用改变绕组结构与气隙长度的方法,可有效削弱电机振动噪声。 展开更多

关键词 经皮导管泵 柔性印刷电路板绕组 绕组结构优化 转矩脉动 径向电磁力 振动噪声

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无源磁浮叶轮血泵的溶血实验及其指标的测定 被引量：9

6

作者 王芳群 封志刚 +3 位作者 茹伟民 袁海宇 曾培 钱坤喜 《江苏大学学报（自然科学版）》 EI CAS 2002年第2期63-65,共3页

溶血问题是叶轮血泵首先要解决的问题 ,而溶血指标是衡量血泵性能的重要参数之一 作者根据红细胞的再生机理 ,对溶血指标进行了理论估算 ,并且针对江苏大学生物医学工程研究所新研制的无源磁浮叶轮血泵 ,运用血动力模拟循环实验台进行... 溶血问题是叶轮血泵首先要解决的问题 ,而溶血指标是衡量血泵性能的重要参数之一 作者根据红细胞的再生机理 ,对溶血指标进行了理论估算 ,并且针对江苏大学生物医学工程研究所新研制的无源磁浮叶轮血泵 ,运用血动力模拟循环实验台进行了溶血实验 ,测出其溶血指标为 0 .0 5 ,低于允许值 0 . 展开更多

关键词 无源磁浮叶轮血泵 溶血实验 溶血指标 测定

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应用CFD研究叶轮设计对人工心脏泵内流场的影响 被引量：9

7

作者 王芳群 曾培 +3 位作者 茹伟民 袁海宇 封志刚 钱坤喜 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2005年第5期578-582,共5页

溶血是叶轮血泵常见的一种血液破坏现象,而造成这种现象的内在原因是血液的动力学行为。本研究针对基于流线型设计的叶轮血泵和一种直叶片血泵,应用CFD对其内部流场进行了数值模拟,并通过溶血实验对结果进行了验证。研究结果表明,流线... 溶血是叶轮血泵常见的一种血液破坏现象,而造成这种现象的内在原因是血液的动力学行为。本研究针对基于流线型设计的叶轮血泵和一种直叶片血泵,应用CFD对其内部流场进行了数值模拟,并通过溶血实验对结果进行了验证。研究结果表明,流线型叶轮血泵内的流动模式符合流线型设计理论,与直叶片叶轮血泵相比,它的溶血较小,更符合血液动力学要求。可以认为,在相同的边界条件下,流线型叶轮血泵具有更好的血液相容性,不容易造成血液破坏。 展开更多

关键词 溶血 流线型叶轮 CFD

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基于CFD的离心式人工心脏泵的溶血预测方法 被引量：8

8

作者 王芳群 封志刚 +3 位作者 曾培 茹伟民 袁海宇 钱坤喜 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第3期338-341,345,共5页

溶血的定量评价对于人工心脏泵的设计和研究十分重要。本研究应用CFD(computational fluid dynamics)技术,针对两种叶轮设计的离心血泵进行了数值模拟,计算得到了其内部的流线分布。根据溶血、切应力和暴露时间三者之间的幂函数模型,对... 溶血的定量评价对于人工心脏泵的设计和研究十分重要。本研究应用CFD(computational fluid dynamics)技术,针对两种叶轮设计的离心血泵进行了数值模拟,计算得到了其内部的流线分布。根据溶血、切应力和暴露时间三者之间的幂函数模型,对血泵的溶血进行了预测。最后,用溶血实验结果进行了验证。结果表明,在相同的边界条件下,流线型叶轮泵内的溶血值要小于直叶片叶轮泵,与溶血实验结果一致。可见,应用CFD实现溶血的定量计算是可行的,溶血、切应力和暴露时间之间的幂函数模型能较好地反映血泵的溶血性能。 展开更多

关键词 溶血 切应力 CFD

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基于粒子图像测速技术的血泵内流场研究 被引量：6

9

作者 王芳群 李岚 +5 位作者 王颢 茹伟民 曾培 袁海宇 荆腾 钱坤喜 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第4期597-601,共5页

自制外触发同步系统,应用二维粒子图像测速技术技术(PIV)实现了流线型叶轮血泵和直叶片叶轮血泵的内流场的测量,并分析叶轮设计和运行条件对血泵内流场和血液相容性的影响。实验结果表明:基于外触发同步的PIV系统实现了对血泵同一流道... 自制外触发同步系统,应用二维粒子图像测速技术技术(PIV)实现了流线型叶轮血泵和直叶片叶轮血泵的内流场的测量,并分析叶轮设计和运行条件对血泵内流场和血液相容性的影响。实验结果表明:基于外触发同步的PIV系统实现了对血泵同一流道的流速信息的连续采样;血泵内的绝对速度和相对速度分布随着叶轮设计、流量和进出口压差而改变。在设计工况(4 L/min,100 mmHg)下,流线型叶轮血泵流道内的流动模式较为规则,而直叶片血泵的流动模式则出现了明显的旋涡、回流和流动分离等现象。根据血液动力学理论,在设计工况下,流线型叶轮血泵具有较好的血液相容性。 展开更多

关键词 粒子图像测速(PIV) 血液相容性 内流场 外触发

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无负压供水系统中水泵水锤的瞬态分析 被引量：6

10

作者 王芳群 李岚 +2 位作者 伍琴琳 钱坤喜 宋顺林 《流体机械》 CSCD 北大核心 2010年第12期26-29,共4页

针对某大型无负压泵站,应用一维流体软件FLOWMASTER对开泵、关泵和水泵变频过程进行暂停分析,结果表明:无负压设备在关泵、开泵、升频和降频过程中,均产生水锤现象,而且水锤迅速在整个供水管网内传递;无负压泵站前端管网的水锤压力变化... 针对某大型无负压泵站,应用一维流体软件FLOWMASTER对开泵、关泵和水泵变频过程进行暂停分析,结果表明:无负压设备在关泵、开泵、升频和降频过程中,均产生水锤现象,而且水锤迅速在整个供水管网内传递;无负压泵站前端管网的水锤压力变化较小,压力变化不超过0.01MPa,泵站下游管网的水锤压力变化较大,超过0.03MPa,水锤最大压力低于0.337MPa,低于管道的承压值。 展开更多

关键词 无负压设备 水锤 关泵 开泵 变频

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基于分数槽的人工心脏用永磁无刷直流电动机设计 被引量：3

11

作者 王芳群 郝根 +3 位作者 吴雯珏 王志宾 温太阳 吴义荣 《微特电机》 北大核心 2014年第12期33-37,共5页

基于人工心脏用电机的可植入性强、高血液相容性的特殊要求,提出了一种新型的应用于人工心脏的无轴承永磁无刷直流电动机的设计方案。利用图示法和公式法分析了分数槽绕组降低永磁电机齿槽转矩的机理,在先前研制的12/4整数槽电机的基础... 基于人工心脏用电机的可植入性强、高血液相容性的特殊要求,提出了一种新型的应用于人工心脏的无轴承永磁无刷直流电动机的设计方案。利用图示法和公式法分析了分数槽绕组降低永磁电机齿槽转矩的机理,在先前研制的12/4整数槽电机的基础上,采用6/4分数槽绕组结构进一步降低齿槽转矩,应用Ansoft有限元软件进行两种电机模型的电磁场性能对比分析,仿真结果表明,新设计的6/4分数槽绕组电机,齿槽转矩脉动降为原先电机的10.0%,反电动势平顶宽度增加30.0%。基于人体血液循环系统的水力模拟实验表明,在额定转速下分数槽电机效率提高11.3%,进出口平均压差增大12.9%。 展开更多

关键词 人工心脏 永磁无刷直流电动机 分数槽 齿槽转矩 水力实验

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基于管网水力计算的无负压系统供水不足的预测分析 被引量：2

12

作者 王芳群 宋顺林 +1 位作者 李岚 伍琴琳 《节水灌溉》 北大核心 2010年第11期37-39,45,共4页

无负压设备直接与市政管网相连接,设备的运行和安全管理状况直接影响到整个供水管网的运行安全。一旦无负压设备超量取水、运行异常或是系统参数设置不合理,就有可能导致泵站上游、邻近用户和下游用户局部的供水不足。应用管网平差软件... 无负压设备直接与市政管网相连接,设备的运行和安全管理状况直接影响到整个供水管网的运行安全。一旦无负压设备超量取水、运行异常或是系统参数设置不合理,就有可能导致泵站上游、邻近用户和下游用户局部的供水不足。应用管网平差软件针对无负压泵站和管网进行建模和平差计算,并根据数值结果对管网的供水不足进行了预测分析,结果表明:管网的水力分析可实现供水不足的预测,并与实际维修记录相符。 展开更多

关键词 水力模型 无负压 供水不足

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基于Halbach阵列的人工心脏永磁电机的数值分析 被引量：1

13

作者 王芳群 吴义荣 +4 位作者 束月霞 郝根 徐庆 王颢 赵栋 《微特电机》 北大核心 2016年第7期4-7,共4页

提出了一种基于Halbach阵列的人工心脏永磁电机的设计方案,并通过有限元仿真评价样机在人工心脏应用中的可行性。其次,应用Ansoft有限元软件对Halbach阵列永磁电机进行了数值研究,对电机进行静态和瞬态仿真,并运用MATLAB软件对电机气隙... 提出了一种基于Halbach阵列的人工心脏永磁电机的设计方案,并通过有限元仿真评价样机在人工心脏应用中的可行性。其次,应用Ansoft有限元软件对Halbach阵列永磁电机进行了数值研究,对电机进行静态和瞬态仿真,并运用MATLAB软件对电机气隙磁通密度的径向分量进行谐波分解。仿真结果表明,与课题组原传统径向充磁电机相比,Halbach阵列电机转子铁心厚度减小0.35 mm,感应电动势幅值增加5 V,齿槽转矩幅值减小2.05N·m。 展开更多

关键词 人工心脏 永磁电机 HALBACH阵列 有限元法 齿槽转矩

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左心室辅助装置控制系统的建模与仿真 被引量：1

14

作者 王芳群 王志宾 +2 位作者 吴雯珏 郝根 温太阳 《微特电机》 北大核心 2013年第7期15-17,23,共4页

提出一种采用无刷直流电动机设计的左心室辅助装置,通过对自然心脏的搏动规律的分析进行建模仿真。先采用传统PID控制,获得速度环的偏差、偏差变化率以及转速的数据,然后将这些数据在MATLAB的自适应神经模糊工具箱进行训练来设计模糊控... 提出一种采用无刷直流电动机设计的左心室辅助装置,通过对自然心脏的搏动规律的分析进行建模仿真。先采用传统PID控制,获得速度环的偏差、偏差变化率以及转速的数据,然后将这些数据在MATLAB的自适应神经模糊工具箱进行训练来设计模糊控制器。结果表明:训练后得到的模糊控制器要比传统PID控制器设计简单,控制响应速度快,鲁棒性好。 展开更多

关键词 无刷直流电动机 自适应神经模糊系统 模糊控制器 响应速度

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基于数值方法预测导管泵血栓 被引量：2

15

作者 王芳群 吴怡 +2 位作者 吉敬华 贺万堑 吴义荣 《医用生物力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期283-288,共6页

目的应用计算流体力学(computational fluid dynamic, CFD)技术,针对一款自行设计的导管泵进行数值研究,预测其水力性能和血栓形成风险。方法选用Grigioni与Danny Bluestein分别提出的血栓预测模型,并结合CFD技术计算血小板运动过程受... 目的应用计算流体力学(computational fluid dynamic, CFD)技术,针对一款自行设计的导管泵进行数值研究,预测其水力性能和血栓形成风险。方法选用Grigioni与Danny Bluestein分别提出的血栓预测模型,并结合CFD技术计算血小板运动过程受到的剪切力与曝光时间,从而获得血小板活性状态(platelet activation state, PAS),实现对导管泵血栓的预测。结果流量为4L/min、转速为10000r/min时,导管泵扬程为14.763kPa,可满足左心室辅助的要求;Grigioni与Danny Bluestein预测模型下的PAS分别为6.35×10^-6和7.68×10^-4,数值较小,血栓形成性较低。结论探索基于数值方法的血栓预测的可行性,并预测导管泵的水力性能和血栓形成可能性,为后续的设计优化提供依据。 展开更多

关键词 导管泵 血栓 计算流体力学 血小板活性状态

原文传递

计算流体动力学在叶轮式心脏泵中的应用研究 被引量：2

16

作者 王芳群 钱坤喜 《生物医学工程学杂志》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期1033-1036,共4页

造成溶血、血栓等血液破坏现象的内在原因之一是血液的动力学行为。研究表明,不规则的流动模式尤其是切变流中产生的机械切应力直接导致血液的破坏。计算机技术的迅速发展使得微观动力学的数值模拟成为可能。本文针对基于流线型设计的... 造成溶血、血栓等血液破坏现象的内在原因之一是血液的动力学行为。研究表明,不规则的流动模式尤其是切变流中产生的机械切应力直接导致血液的破坏。计算机技术的迅速发展使得微观动力学的数值模拟成为可能。本文针对基于流线型设计的叶轮心脏泵和直叶片叶轮心脏泵,应用计算流体动力学对其内部的流动行为进行了数值模拟。分析两种心脏泵的内流场和切应力分布,认为在相同的边界条件下,流线型设计的叶轮心脏泵要比直叶片心脏泵更符合血液动力学的要求,对血液的破坏较小。 展开更多

关键词 溶血 血栓 血液动力学 计算流体动力学

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人工心脏用永磁无刷电机的齿槽转矩的削弱设计和数值研究 被引量：1

17

作者 王芳群 王志宾 +2 位作者 郝根 吴雯珏 温太阳 《微电机》 北大核心 2014年第2期6-10,28,共6页

本文针对自制的无轴承人工心脏用永磁无刷直流电机,提出了一种齿槽转矩的削弱设计,通过在分数槽定子结构中开辅助凹槽以降低齿槽转矩。应用有限元分析方法研究凹槽的形状、槽数及槽深对齿槽转矩的影响,并对每种结构电机的齿槽转矩进行FF... 本文针对自制的无轴承人工心脏用永磁无刷直流电机,提出了一种齿槽转矩的削弱设计,通过在分数槽定子结构中开辅助凹槽以降低齿槽转矩。应用有限元分析方法研究凹槽的形状、槽数及槽深对齿槽转矩的影响,并对每种结构电机的齿槽转矩进行FFT分析对比。结果表明,定子齿开两个槽深0.5 mm的弧形槽可以使齿槽转矩减小一倍,提高电机稳定性,有助于提高人工心脏的血液相容性,而且加工方便,易于实现。 展开更多

关键词 人工心脏 永磁无刷直流电机 齿槽转矩 辅助凹槽

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CFD在人工器官设计中的应用 被引量：2

18

作者 王芳群 钱坤喜 《北京生物医学工程》 2005年第1期60-63,共4页

计算流体力学 (computationalfluiddynamics,CFD)是一种基于计算机并行技术的数值模拟工具 ,它能预测人工器官内部的流体流动和传质现象 ,并能提供可视化结果 ,近来常用于辅助人工器官的设计和性能优化。本文从Navier Stokes方程组出发 ... 计算流体力学 (computationalfluiddynamics,CFD)是一种基于计算机并行技术的数值模拟工具 ,它能预测人工器官内部的流体流动和传质现象 ,并能提供可视化结果 ,近来常用于辅助人工器官的设计和性能优化。本文从Navier Stokes方程组出发 ,阐述了CFD的原理、方法和特点 ,分析了它在人工器官设计中的应用现状和重要作用。 展开更多

关键词 人工器官 辅助 重要作用 分析 预测 应用现状 现象 计算机 性能优化 并行技术

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给排水管网系统中大口径弯管的设计和水力分析

19

作者 王芳群 温太阳 +3 位作者 潘雨青 顾炜 张义 朱程伟 《节水灌溉》 北大核心 2014年第1期65-68,共4页

给排水管网运行状态的好坏直接影响到供水的压力和水量,影响到服务质量。因此,给排水管网在给排水系统中占据着重要的位置。在管网管道铺设和维修的施工过程中,由于受到地理环境和施工材料的影响,弯管现场制作是不可避免的。目前,弯管... 给排水管网运行状态的好坏直接影响到供水的压力和水量,影响到服务质量。因此,给排水管网在给排水系统中占据着重要的位置。在管网管道铺设和维修的施工过程中,由于受到地理环境和施工材料的影响,弯管现场制作是不可避免的。目前,弯管制作主要依赖于作业人员的施工经验,由于现场尺寸测量缺乏有效的测量手段,误差很大。同时,对于复杂的施工现场,在大口径弯管的量算和制作存在较大的难度,影响到灌溉管网的施工进程。提出使用测距仪和全站仪,在施工现场进行数据测量的方法,达到快速、方便、准确地测量到对接管道的空间数据。然后,根据现场测量的数据,确定了对接管道中大口径弯管的连接方案和设计方案。最后采用计算流体力学数值方法,分析了弯管结构和参数对弯管内流场和水力损失的影响,为弯管参数的设计优化提供依据。 展开更多

关键词 给排水管网 弯管设计 水力分析

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图书文献检索系统的主题标引

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作者 王芳群 《图书馆》 CSSCI 北大核心 1995年第1期50-51,共2页

为了保证文献标引的质量，文章根据实践经验，论述了主题标引时应该遵循的一些原则，这即是尽力发挥组配标引的优越性，尽力选用专指性标引揭示文献的内容，还应注意选用正式主题词、用上位概念的主题词及大词标引和增词标引。

关键词 主题标引 情报检索系统 主题词

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