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应用计算流体动力学方法估测医院急诊大厅颗粒物分布特征的研究
1
作者 张雪艳 贾宁 +4 位作者 曲颖 徐擎 田昊渊 周晓滢 孙新 《环境卫生学杂志》 2024年第5期384-392,共9页
目的基于室内场所的空间几何构型、风速、颗粒物浓度和环境温度测量值,阐述空气中颗粒物浓度、悬浮时间等分布规律。方法现场测量医院急诊大厅的空间及其中大型设施的尺寸,测量环境中颗粒物数量浓度、温度、风速,场所空间尺寸用于构建模... 目的基于室内场所的空间几何构型、风速、颗粒物浓度和环境温度测量值,阐述空气中颗粒物浓度、悬浮时间等分布规律。方法现场测量医院急诊大厅的空间及其中大型设施的尺寸,测量环境中颗粒物数量浓度、温度、风速,场所空间尺寸用于构建模型,环境检测参数用于确定模型的边界条件和验证模型的正确性。基于格子波尔曼方法(Lattice Boltzmann Method,LBM)计算颗粒物运动,应用对流扩散方程计算空调送风系统出风口处颗粒物浓度的变化,离散相模型(discrete phase model,DPM)用于计算颗粒物在流场的运动情况。结果环境检测表明空调送风系统出口风速与室内颗粒物数量浓度呈负相关,人群聚集的候诊区颗粒物数量浓度高于诊室(P值均<0.05)。通过建立的数学模型进行仿真计算,仿真相对浓度未超过实测相对浓度的x±s范围,候诊人群使局部颗粒物浓度升高,候诊区人员咳嗽呼出气中的颗粒物可以在15 s内传播给周围的人,呼出气中60%的颗粒物悬浮时间可持续几分钟或更长时间。结论改变模型中的空间几何尺寸和环境检测参数可以用于计算不同室内场所中颗粒物的分布情况,仿真结果与实测结果具有可比性,数学计算结果可支持环境呼吸危害防控管理措施的制定。 展开更多
关键词 颗粒物分布 医院 仿真 计算流体动力学
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计算流体力学模拟房颤患者肺静脉收缩期回流速度对于左心房血流动力学的影响
2
作者 王国锋 金元哲 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期381-381,共1页
目的心房颤动(AF)使心房的主动收缩功能和舒张功能明显受损,房颤的发生使病人血栓栓塞风险明显增高,预后很差。在房颤发作期间,肺静脉的收缩的回流速度明显下降,从而使舒张期回流成为左心房充盈的主要因素。收缩期左室储器功能下降与阵... 目的心房颤动(AF)使心房的主动收缩功能和舒张功能明显受损,房颤的发生使病人血栓栓塞风险明显增高,预后很差。在房颤发作期间,肺静脉的收缩的回流速度明显下降,从而使舒张期回流成为左心房充盈的主要因素。收缩期左室储器功能下降与阵发性或持续性房颤病人的缺血性卒中/短暂性脑缺血发作风险增加显著相关。但是目前机制尚不明确。方法基于心脏增强计算机断层扫描影像,重建肺静脉-左心房-左心耳结构模型,通过设置个性化病人肺静脉入口及二尖瓣出口边界条件,左心房壁面设置为沿长轴二尖瓣环纵向运动。进行计算流体力学模拟,定量评估左心房储器阶段不同肺静脉回流速度情况下,左心房、左心耳血流动力学的变化。结果本研究发现常见的4根肺静脉呈交错排列从左心房发出,基于此肺静脉-左心房结构,在左心房储器阶段左心房内存在血液流动形成的“大涡环”结构,该涡环结构从左心房后面观呈顺时针方向,跨越整个左心房。随着肺静脉收缩期回流速度的减小,该涡环结构逐渐减小甚至消散。相关的左心耳TAWSS减小、OSI增高及RRT延长。结论肺静脉收缩回流速度的大小对于房颤期间涡环结构的形成至关重要;“大涡环结构”的存在有助于促进左心房与左心耳血液的交换及预防二者血液发生瘀滞。 展开更多
关键词 左心耳 左心房 血栓栓塞 缺血性卒中 计算流体力学模拟 血流动力学 主动收缩 舒张期
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基于计算流体动力学技术评估动脉瘤性蛛网膜下腔出血后迟发性脑缺血风险
3
作者 高雨佳 刘振 +3 位作者 马骏 霍英松 武新英 陈国中 《中国CT和MRI杂志》 2024年第3期12-15,共4页
目的基于计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)技术,探究动脉瘤性蛛网膜下腔出血(anauryrmal subarachnoid hemorrhage,aSAH)后颅内血流动力学早期变化与迟发性脑缺血(delayed cerebral ischemia,DCI)发生的潜在关系。方... 目的基于计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)技术,探究动脉瘤性蛛网膜下腔出血(anauryrmal subarachnoid hemorrhage,aSAH)后颅内血流动力学早期变化与迟发性脑缺血(delayed cerebral ischemia,DCI)发生的潜在关系。方法本研究前瞻性收集经CTA(CT Angiography)诊断并经DSA(Digital Subtracted Angiography)或手术证实为颅内动脉瘤破裂的患者。收集患者的临床和术前、术后的头颅CTA数据。基于患者的CTA原始图像构建个体化颅内血管模型,基于CFD技术模拟计算术前、术后的压力和壁剪切应力(wall shear stress,WSS)及PR(pressure ratio)、WSSR(WSS ratio)。通过随访影像学或临床体格检查判断是否发生DCI,并分为DCI组和无DCI组,分析比较两组间临床资料及血流动力学参数差异及其与DCI相关性。结果共入组51例患者,其中DCI组共15例患者(29.4%)DCI组较无DCI组,入院时收缩压(170.87±20.28 vs.1.58.19±28.06,P=0.037)、Pressure术后(19735.10±860.18vs.14606.06±11260.28,P=0.010)和PR(1.58±0.01vs.1.37±2.12,P=0.012)均较高。单因素分析显示血流动力学参数均无统计学差异,而多因素分析显示Pressure术前(OR=1,95%CI:0.999~1,P=0.017)、Prassure术后(QR=1.00.1,95%CI:1~1.001,P=0.007)、WSS术前(OR=1.096,95%CI:1.002~1.198,P=0.045)和WSS术后(OR=0.888,95%CI:0.806~0.979,P=0.017)对DCI的影响有统计学意义。ROC曲线显示,基于Pressure术前、Pressure术后、WSS术前及WSS术后模型对DCI的识别效能AUC为0.794,敏感度为73.33%,特异度为86.1%。结论aSAH后颅内血流动力学早期改变与DCI发生有关。 展开更多
关键词 动脉瘤性蛛网膜下腔出血 迟发性脑缺血 计算流体动力学 壁剪切应力 CT血管成像
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一种基于计算流体动力学的非侵入性评估门腔静脉压强梯度新方法
4
作者 熊柱翔 王小泽 +1 位作者 晏玉玲 郑庭辉 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期66-66,共1页
目的准确评估门静脉高压(PH)患者的门腔静脉压强梯度(PCG)对于诊断和治疗都具有重要意义。本研究旨在开发一种非侵入性方法来评估PH患者的PCG,并评估其准确性和有效性。方法纳入了37名接受经颈静脉肝内门体分流术(TIPS)治疗的PH患者。... 目的准确评估门静脉高压(PH)患者的门腔静脉压强梯度(PCG)对于诊断和治疗都具有重要意义。本研究旨在开发一种非侵入性方法来评估PH患者的PCG,并评估其准确性和有效性。方法纳入了37名接受经颈静脉肝内门体分流术(TIPS)治疗的PH患者。利用计算机断层血管造影术创建了每位患者术前和术后的三维模型,并通过多普勒超声检查获取了患者门静脉(或脾静脉和肠系膜上静脉)的血流速度,然后建立了一个多尺度模型,最后通过计算流体动力学(CFD)无创获取了患者术前和术后的PCG,并将这些非侵入性结果与临床侵入性测量结果进行比较。结果在TIPS手术前后,CFD数值模拟获取的PCG与临床侵入性测量数据之间存在强烈的线性相关性(R2=0.998,P<0.001和R2=0.959,P<0.001)。这种非侵入性方法的评估准确率达到了94%,并且如果超声结果误差小于20%,其对数值准确性的影响是可忽略的。此外,通过这种数值方法还获得了门脉系统血流动力学环境的信息,例如在一些患者的门静脉中观察到螺旋流动模式。结论本研究提出了一种用于评估PH患者在TIPS手术前后PCG的非侵入性数值方法。这种方法可以帮助医生准确诊断患者并选择适当的治疗方案。另外,未来它还可以用来进一步研究与TIPS相关的并发症的潜在生物力学原因。 展开更多
关键词 多普勒超声检查 肠系膜上静脉 门静脉高压 门腔静脉 门脉系统 TIPS 计算流体动力学 脾静脉
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基于计算流体动力学的燃烧过程数值模拟与优化
5
作者 李其成 《新潮电子》 2024年第11期163-165,共3页
本文通过对几种常见的基于计算流体动力学(CFD)的燃烧过程数值模拟方法进行比较分析,阐述各方法在不同条件下的优势与不足,并指出在今后工作中需要重点关注的问题。最后,针对CFD技术在燃烧过程数值模拟中存在的一些问题提出建议,并展望... 本文通过对几种常见的基于计算流体动力学(CFD)的燃烧过程数值模拟方法进行比较分析,阐述各方法在不同条件下的优势与不足,并指出在今后工作中需要重点关注的问题。最后,针对CFD技术在燃烧过程数值模拟中存在的一些问题提出建议,并展望CFD技术在燃烧过程数值模拟领域中的发展趋势。 展开更多
关键词 计算流体动力学 燃烧过程 数值模拟
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矿用隔爆型干式变压器温升的计算流体动力学仿真分析
6
作者 李飞 江航龙 《变压器》 2024年第6期12-15,共4页
为解决矿用隔爆型干式变压器温升计算存在偏差的问题,本文作者使用计算流体动力学仿真软件对矿用隔爆型干式变压器的温升进行仿真分析,与实际温升试验数值进行对比,最终仿真数据值与实际值基本一致。
关键词 矿用隔爆型干式变压器 温升 计算流体动力学仿真
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光滑粒子流体动力学流体仿真技术综述 被引量：1
7
作者 刘树森 何小伟 +1 位作者 王文成 吴恩华 《软件学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期481-512,共32页
光滑粒子流体动力学(smoothed particle hydrodynamics,SPH)是实现流体仿真的主要技术之一.随着生产实践中流体仿真应用需求的增加,近些年涌现了许多相关研究成果,改善了流体不可压缩性、粘性、表面张力等物理特性模拟的视觉真实性、效... 光滑粒子流体动力学(smoothed particle hydrodynamics,SPH)是实现流体仿真的主要技术之一.随着生产实践中流体仿真应用需求的增加,近些年涌现了许多相关研究成果,改善了流体不可压缩性、粘性、表面张力等物理特性模拟的视觉真实性、效率与稳定性.同时,一些工作探讨了复杂场景的高质量模拟,以及多场景、多材料的统一仿真框架,增强了SPH流体仿真技术的应用效能.从以上几个方面对SPH流体仿真技术进行归纳、总结和讨论,并对其未来发展进行了展望. 展开更多
关键词 计算机图形学 计算物理 光滑粒子流体动力学
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基于结构力学和流体动力学分析的HfO_(2)空心微针结构研究及评价
8
作者 魏静 邱珍珍 周瑞 《北京生物医学工程》 2024年第5期493-499,共7页
目的研究不同尖端尺寸HfO_(2)空心微针(hollow microneedle,HMN)的结构力学性能和HfO_(2)空心微针流体力学性能,以增强HfO_(2)空心微针的穿刺性能,减少给药过程中液体药物的损耗,并提高空心微针给药的精准性。方法针对HfO_(2)空心微针长... 目的研究不同尖端尺寸HfO_(2)空心微针(hollow microneedle,HMN)的结构力学性能和HfO_(2)空心微针流体力学性能,以增强HfO_(2)空心微针的穿刺性能,减少给药过程中液体药物的损耗,并提高空心微针给药的精准性。方法针对HfO_(2)空心微针长度(L=250μm、350μm、500μm)、直径(D_(b)=150μm、200μm、250μm)以及针尖直径(D_(t)=10μm、20μm、30μm)进行正交设计得到9组HMN的尺寸参数组合,并进行结构力学分析,选出最优外形的HfO_(2)空心微针。对T形、120°Y形和60°Y形三种形状的管腔孔道进行流体动力学分析。在不同入口压力下,研究三种管腔内部流体的压力场、速度场分布,并分析3种管腔的流体速度损失,量化评估HfO_(2)空心微针孔道的流动性能。结果针对9组HfO_(2)空心微针的结构力学分析,结果显示微针长度为350μm、基底直径为200μm、尖端直径为20μm时,HfO_(2)空心微针能得到较高的安全系数并保持结构的稳定性,在穿刺过程中未发生失效。针对HfO_(2)空心微针的流体动力学研究,结果表明,60°Y形的HfO_(2)空心微针管腔,入口至出口处的速度损失最小。结论本文设计的HfO_(2)空心微针在满足安全要求的同时可实现穿刺性能优化,并减少流速损失和实现无堵塞给药,为后续降低实验研究相关的成本和时间提供指导。 展开更多
关键词 空心微针 计算流体动力学 有限元分析 透皮给药
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基于流体动力学仿真的微量润滑喷嘴参数优化
9
作者 王杰伟 《机械工程师》 2024年第9期73-78,共6页
微量润滑(MQL)切削技术在切削加工中获得了良好的加工效果,其中喷嘴参数对微量润滑性能有着重要影响。为改善和优化微量润滑性能,采用正交试验法和ANSYS Fluent软件对气相窄流区宽度、锥度、输出管长度、气相窄流区长度、输出孔径、流量... 微量润滑(MQL)切削技术在切削加工中获得了良好的加工效果,其中喷嘴参数对微量润滑性能有着重要影响。为改善和优化微量润滑性能,采用正交试验法和ANSYS Fluent软件对气相窄流区宽度、锥度、输出管长度、气相窄流区长度、输出孔径、流量等6个因素的影响进行了流体动力学的数值仿真研究和统计分析。结果表明,在不同评价标准下,6个影响因素的主次顺序不同;影响综合指数的最重要参数为距离喷嘴0.1 m处的喷射截面分散程度,影响综合指数的优先顺序为:距离喷嘴0.1 m处的喷射截面分散程度>距离喷嘴0.2 m处的喷射截面分散程度>离喷嘴0.3 m处的喷射截面分散程度>喷射方向衰减率>离喷嘴0.05 m处的喷射绝对速度;喷嘴参数的最优组合为:输出孔径1.5 mm、输出管长度0.5 mm、锥度45°、气相窄流区宽度0.2 mm、气相窄流区长度0.5 mm、流量40 L/min。 展开更多
关键词 微量润滑 喷嘴设计 正交试验设计 计算流体动力学
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基于个体化计算机流体动力学方法评估阿尔茨海默病脑血流动力学改变
10
作者 顾子言 谢健 +5 位作者 程载恒 顾丽华 吴伯凯 张高嘉 陈荣亮 张志珺 《中国神经精神疾病杂志》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期257-262,共6页
目的基于阿尔茨海默病(Alzheimer disease,AD)患者和认知功能正常对照者影像学数据构建个体化计算机流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)模型,并定量评估受试者脑血流动力学状态及其对AD的诊断效能。方法纳入AD患者30例及认... 目的基于阿尔茨海默病(Alzheimer disease,AD)患者和认知功能正常对照者影像学数据构建个体化计算机流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)模型,并定量评估受试者脑血流动力学状态及其对AD的诊断效能。方法纳入AD患者30例及认知功能正常的对照34名,基于磁共振血管成像(magnetic resonance angiography,MRA)重建其几何动脉树,结合颈/椎动脉超声血流动力学参数以及同步动脉血压构建个体化CFD模型,以模拟其血流状态并计算相关动力学指标。结果AD组与对照组相比,年龄[(75.33±8.93)岁vs.(68.12±10.73)岁]、体质指数[(22.89±3.41)kg·m^(-2)vs.(24.48±2.90)kg·m^(-2)]、尿酸[(265.17±80.36)μmmol·L^(-1)vs.(323.15±89.70)μmmol·L^(-1)]、白蛋白[(38.29±4.22)g·L^(-1)vs.(40.46±3.62)g·L^(-1)]、脑血流量(cerebral blood flow,CBF)[(10.14±3.10)cm^(3)·s^(-1)vs.(12.73±3.42)cm^(3)·s^(-1)]、脑血管阻力(cerebrovascular resistance,CVR)[(10.72±4.12)dyn·s·cm^(-5)·1000 vs.(8.21±2.38)dyn·s·cm^(-5)·1000]的差异有统计学意义(P<0.05)。AD组颅内动脉血管体积分别与CBF(r=0.493,P=0.006)和颅内血管出口数目(r=0.519,P=0.003)呈正相关,CVR与CBF呈负相关(r=-0.826,P<0.001)。logistic回归分析显示,AD患病与年龄(OR=1.083,95%CI:1.014~1.157,P=0.017)和CBF(OR=0.803,95%CI:0.652~0.989,P=0.039)有关联。ROC曲线分析显示,CVR、CBF区分两组的曲线下面积分别为0.687、0.709(P<0.05)。结论年龄增加和CBF减少是AD独立危险因素。个体化CFD模型测定的CVR升高和CBF减低对AD诊断具有价值,该无创、无放射性定量测定脑血流动力学的方法值得临床推广。 展开更多
关键词 阿尔茨海默病 计算机流体动力学 脑血流量 磁共振成像 脑血流动力学 脑血管阻力 认知功能障碍
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不同生理条件下主动脉双叶机械心脏瓣膜血流动力学分析
11
作者 强彦 张民祖 +1 位作者 段天赐 祁亮 《中国医学物理学杂志》 CSCD 2024年第10期1281-1288,共8页
采用计算流体动力学方法对不同生理条件下主动脉位置双叶机械心脏瓣膜下游的速度分布、涡演化、粘性剪切应力、雷诺剪切应力进行研究。收缩期峰值时,运动状态下血液射流较其他两种生理状态下更为强烈,最大血液流速为2.1 m/s。对于涡演... 采用计算流体动力学方法对不同生理条件下主动脉位置双叶机械心脏瓣膜下游的速度分布、涡演化、粘性剪切应力、雷诺剪切应力进行研究。收缩期峰值时,运动状态下血液射流较其他两种生理状态下更为强烈,最大血液流速为2.1 m/s。对于涡演化的分析表明3种生理状态下剪切层是比较明显的流动特征,在收缩期峰值时,血液与主动脉窦作用较为强烈。对于粘性剪切应力,当瓣叶完全打开时,瓣叶在瓣膜区阻碍了血液流过瓣膜,血流与瓣叶之间的相互作用导致了较高的剪切应力,3种生理状态下,观察到的最大粘性剪应力小于8 N/m^(2)。3种生理状态下观察到最大的雷诺剪切应力为700 N/m^(2)。本研究有助于为临床手术瓣膜选择以及术后康复提供理论依据。 展开更多
关键词 双叶机械心脏瓣膜 血流动力学 计算流体力学 涡演化 粘性剪切应力 雷诺剪切应力
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电磁驱动高能量密度动力学实验的一维磁流体力学多物理场数值模拟平台:SSS-MHD 被引量：1
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作者 孙承纬 陆禹 +21 位作者 赵继波 罗斌强 谷卓伟 王桂吉 张旭平 陈学秒 周中玉 李牧 袁红 张红平 王刚华 孙奇志 文尚刚 谭福利 赵剑衡 莫建军 蔡进涛 金云声 贺佳 种涛 赵小明 刘仓理 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期105-125,共21页
超高压、超高密度物质状态生成和性质研究是当代极端物理学的重要前沿领域,电磁驱动的高能量密度物理实验对于该领域的意义尤为重要。这类实验虽然形式上多种多样,但在物理上有内在统一性,即均以力学守恒定律和宏观电磁理论为基本框架... 超高压、超高密度物质状态生成和性质研究是当代极端物理学的重要前沿领域,电磁驱动的高能量密度物理实验对于该领域的意义尤为重要。这类实验虽然形式上多种多样,但在物理上有内在统一性,即均以力学守恒定律和宏观电磁理论为基本框架。为了建立统一数值模拟平台、依靠负载电流实验数据(或驱动电路真实数据)确定各种极端实验条件下负载构形的力学运动及其与各个物理场的耦合问题,将经受大量实际检验的冲击、爆轰动力学和激光效应计算的一维拉格朗日编码SSS,实质性扩展成为磁流体力学多物理场耦合编码SSS-MHD。对于具有典型意义的平面准等熵斜波压缩、高速平面固体飞片发射、固体套筒电磁内爆和炸药内爆磁通量压缩实验等各类高能量密度动力学实验案例的模拟计算结果表明,编码SSS-MHD计算与美国Z装置、中国CQ和CJ系列装置的实验及美国编码ALEGRA-1D和2D计算数据的相对偏差基本不超过5%。该数值模拟平台为极端材料动力学实验(包括气体、液体、化合物和金属)提供了有力的支撑,还将有助于多维磁流体力学多物理场编码的开发。 展开更多
关键词 磁流体力学多物理场耦合计算 磁驱动斜波压缩 电磁驱动内爆动力学 爆炸磁通量压缩技术
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基于计算流体动力学CFD的电力工程仿真设计
13
作者 汤博 《集成电路应用》 2023年第3期390-392,共3页
阐述计算流体动力学CFD的原理,电力工程仿真模型的特点,电力工程仿真的计算方法,提出基于CFD的电力系统仿真的几种模型。基于工程实例,探讨不同类型的电力工程仿真计算过程,包括网格划分及网格独立解、计算参数设置、计算结果分析,验证... 阐述计算流体动力学CFD的原理,电力工程仿真模型的特点,电力工程仿真的计算方法,提出基于CFD的电力系统仿真的几种模型。基于工程实例,探讨不同类型的电力工程仿真计算过程,包括网格划分及网格独立解、计算参数设置、计算结果分析,验证CFD方法在电力系统中的应用。 展开更多
关键词 计算机仿真 仿真模型 参数设置 计算流体动力学
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串联型颈动脉狭窄的血流动力学模拟分析
14
作者 曹俊杰 姚志超 +5 位作者 霍桂军 刘占鳌 汤尧 黄剑 周大勇 沈利明 《介入放射学杂志》 CSCD 北大核心 2024年第2期150-155,共6页
目的使用计算流体力学(computational fluid dynamic,CFD)对串联型颈动脉狭窄(tandem carotid artery stenosis,TCAS)进行模拟,比较不同手术方式术后的血流动力学改变情况。方法选取1例颈内动脉(internal carotid artery,ICA)和颈总动脉... 目的使用计算流体力学(computational fluid dynamic,CFD)对串联型颈动脉狭窄(tandem carotid artery stenosis,TCAS)进行模拟,比较不同手术方式术后的血流动力学改变情况。方法选取1例颈内动脉(internal carotid artery,ICA)和颈总动脉(common carotid artery,CCA)串联型狭窄患者,使用CFD技术对建立的4个颈动脉分叉三维模型(1个真实患者模型,3个假定手术模型)进行血流动力学分析,探索TCAS的发生发展机制并指导选择合适的手术方案。结果在串联型狭窄中,狭窄优先在CCA形成,随后导致ICA狭窄;TCAS较单个颈动脉狭窄的局部血流动力学情况更复杂,风险更高;串联型狭窄中,单个狭窄部位的治疗会影响第二个狭窄部位的血流,并可能导致再狭窄或斑块破裂。结论在规划TCAS手术方案时,对选定TCAS患者进行CFD模拟可帮助临床医生评估术后血流改变情况,指导选择合适的手术方案。 展开更多
关键词 颈动脉狭窄 串联病变 血流动力学 计算流体力学
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基于计算流体动力学方法的气温观测仪器设计与辐射误差研究
15
作者 葛祥建 杨杰 +2 位作者 朱化难 胡晨浩 丁仁惠 《气象水文海洋仪器》 2023年第2期13-17,共5页
受太阳辐射影响,地面气温观测仪器测量值与自由空气真实温度偏差较大,误差达1℃量级。基于此,文章设计了一种既可以有效阻挡太阳辐射直接照射测温探头,又可以引导气流流向测温探头的地面气温观测仪器。经实验验证,文章研制的气温观测仪... 受太阳辐射影响,地面气温观测仪器测量值与自由空气真实温度偏差较大,误差达1℃量级。基于此,文章设计了一种既可以有效阻挡太阳辐射直接照射测温探头,又可以引导气流流向测温探头的地面气温观测仪器。经实验验证,文章研制的气温观测仪器的测量结果与基准值之间的平均绝对误差和均方根误差分别为0.030℃和0.035℃,达到了0.1℃量级的技术要求。 展开更多
关键词 地面气温 辐射误差 气温观测仪器 计算流体动力学 神经网络
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进口防旋板对汽轮机交错齿迷宫密封泄漏特性和动力学特性影响研究
16
作者 黄新长 赵卫军 +3 位作者 殷戈 谭锐 张子涵 李志刚 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期117-126,共10页
为提高汽轮机高压缸和中压缸之间过桥汽封的气流激振动力学性能、抑制汽轮机轴系振动失稳,针对交错齿迷宫密封,开展了进口防旋板结构方案设计和动力学性能评估研究。首先,建立了具有“虚拟旁路边界”的交错齿迷宫密封动力学计算模型,实... 为提高汽轮机高压缸和中压缸之间过桥汽封的气流激振动力学性能、抑制汽轮机轴系振动失稳,针对交错齿迷宫密封,开展了进口防旋板结构方案设计和动力学性能评估研究。首先,建立了具有“虚拟旁路边界”的交错齿迷宫密封动力学计算模型,实现了对动密封进口压力场和高预旋速度场的精准模拟;然后,采用基于多频椭圆轨迹涡动模型的非定常计算流体动力学(CFD)摄动数值方法,对比分析了进口预旋(预旋比为0、0.3、0.5)对无防旋板结构的迷宫密封的动力特性系数的影响规律;最后,详细评估了不同进口防旋板结构方案的止旋抑振性能,比较分析了防旋板倾角和数量对迷宫密封的泄漏量、动力特性系数和周向旋流比分布的影响规律。研究结果表明:迷宫密封泄漏量对防旋板倾角和数量变化不敏感(泄漏量变化小于0.5%);进口预旋会导致迷宫密封交叉刚度和有效阻尼穿越频率增大、有效阻尼减小,易诱发轴系失稳;进口防旋板能够显著减小迷宫密封的交叉刚度(约为53%)和有效阻尼穿越频率(约为24 Hz)、增大有效阻尼,使密封泄漏量略有增加(约为4.5%);相较于直防旋板,45°倾角斜防旋板使密封交叉刚度进一步降低约14%,有效阻尼穿越频率变化较小;当防旋板数由36增加到72时,密封交叉刚度降低约24%,有效阻尼穿越频率减小约5 Hz;而当防旋板数由72增加到144时,密封的转子动力特性对防旋板数变化不敏感;综合考虑加工成本和止旋抑振性能,具有72个直防旋板的迷宫密封进口防旋板结构方案最优。研究结果可为交错齿迷宫密封防旋板设计提供参考。 展开更多
关键词 迷宫密封 泄漏特性 动力学特性 计算流体动力学 防旋板
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孔的排布方式对孔型阻尼密封泄漏特性和动力学性能影响研究
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作者 张子涵 陈涛文 +1 位作者 李志刚 李军 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期75-84,共10页
为揭示孔的排布方式对孔型阻尼密封性能的影响规律以及探究最佳排布方式,基于多频椭圆轨迹涡动模型非定常计算流体力学摄动数值方法,研究了不同孔径、孔排布方式下孔型阻尼密封的泄漏特性和动力学性能。采用孔型阻尼密封试件试验数据,... 为揭示孔的排布方式对孔型阻尼密封性能的影响规律以及探究最佳排布方式,基于多频椭圆轨迹涡动模型非定常计算流体力学摄动数值方法,研究了不同孔径、孔排布方式下孔型阻尼密封的泄漏特性和动力学性能。采用孔型阻尼密封试件试验数据,验证了数值方法的可靠性和准确性,通过计算分析了不同孔径(3.175、12.268 mm)、孔排布方式(轴向顺排、周向顺排)、进口预旋(0、0.5)对孔型阻尼密封的泄漏量、动力特性系数和腔室动态压力的影响规律。数值结果表明:大孔径孔型阻尼密封动力学性能较优,具有较高的有效阻尼和较低的穿越频率,但封严性能较差,对应的泄漏量增加了6%~10%;小孔径孔型阻尼密封的泄漏特性和动力学性能对孔的排布方式不敏感,泄漏量偏差小于0.5%,动力特性系数偏差小于7%;对于大孔径孔型阻尼密封,采用周向顺排的方式可获得更好的封严性能以及更优的动力学性能,泄漏量可降低4%,有效阻尼的穿越频率也得到显著减小。该研究可为孔型阻尼密封的设计提供参考。 展开更多
关键词 孔型阻尼密封 泄漏特性 动力学性能 计算流体力学 孔排布方式
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水下作业装置直航状态水动力学研究
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作者 张港庆 董建帅 +2 位作者 苏世杰 殷宝吉 晏飞 《船舶工程》 CSCD 北大核心 2024年第7期149-155,165,共8页
为了研究不同雷诺数对水下作业装置水动力特性的影响,采用RANS控制方程和RNG k-ε湍流模型对水下作业装置进行数值模拟。首先对SUBOFF潜艇进行了数值模拟,并与试验值进行比较,验证数值模拟的有效性和可靠性。研究在直航的状态下不同雷... 为了研究不同雷诺数对水下作业装置水动力特性的影响,采用RANS控制方程和RNG k-ε湍流模型对水下作业装置进行数值模拟。首先对SUBOFF潜艇进行了数值模拟,并与试验值进行比较,验证数值模拟的有效性和可靠性。研究在直航的状态下不同雷诺数对表面压力、涡量以及湍流动能的影响。数值模拟的结果表明,随着雷诺数增加,水下作业装置在迎流处表面压力增大,机械臂后涡量和湍流动能增大。研究结果可为水下作业装置的稳定性优化提供参考。 展开更多
关键词 水下作业装置 水动力 雷诺数 计算流体动力学
原文传递
颈动脉斑块血流动力学成像技术及新进展
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作者 李璐 胥海洋 +2 位作者 孙雨蒙 李婷婷 于薇 《磁共振成像》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期214-218,共5页
颈动脉粥样硬化性狭窄是引起缺血性脑卒中(ischemic stroke,IS)的主要疾病之一,尽早发现狭窄并识别易损斑块可以显著改善疗效,降低致死率和致残率。血流动力学改变与斑块的形成、发展、破裂有着密切关系。利用血流动力学参数来评估动脉... 颈动脉粥样硬化性狭窄是引起缺血性脑卒中(ischemic stroke,IS)的主要疾病之一,尽早发现狭窄并识别易损斑块可以显著改善疗效,降低致死率和致残率。血流动力学改变与斑块的形成、发展、破裂有着密切关系。利用血流动力学参数来评估动脉粥样硬化斑块破裂的风险及指导临床治疗方式的选择已经成为动脉粥样硬化精确诊疗的研究焦点。然而,血流动力学参数与斑块相互作用的机制尚未被完全阐明,血流动力学相关影像学技术也未广泛开展。本文通过对既往文献进行回顾,进一步梳理颈动脉斑块血流动力学的影像进展,以及血流动力学变化与斑块形成、发展、破裂之间的相互作用机制,并探讨了这些特征与缺血性卒中的关系,旨在评估综合分析斑块成分和血流动力学对颈动脉粥样硬化性狭窄引起脑卒中事件的预测价值。 展开更多
关键词 颈动脉粥样硬化 血流动力学 计算流体动力学 四维血流磁共振成像 磁共振成像
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掺氢天然气管路结构对超声波流量计适应性计算流体力学仿真研究
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作者 贾冠伟 冀守虎 +4 位作者 闫双杰 李睿 杨沐村 许未晴 蔡茂林 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第4期1505-1514,共10页
氢气是实现降低温室气体排放的潜在能源载体。氢气输送是阻碍氢能大规模应用的薄弱环节。而掺氢天然气管路是实现氢气大规模、长距离、低成本输送的高效途径。但氢气掺入天然气会导致流速,压力等参数发生变化,影响超声波流量计的性能。... 氢气是实现降低温室气体排放的潜在能源载体。氢气输送是阻碍氢能大规模应用的薄弱环节。而掺氢天然气管路是实现氢气大规模、长距离、低成本输送的高效途径。但氢气掺入天然气会导致流速,压力等参数发生变化,影响超声波流量计的性能。因此,研究氢气和天然气的掺混过程及超声波流量计的适应性是很有必要的。构建T型管、单螺旋管、单螺旋+前收缩管掺混管路的三维模型,使用计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)方法分析管路结构和掺氢比对流场氢气浓度和混合气体速度分布规律的影响。结果表明:5%掺氢体积比时C型掺混管路为最佳模型,掺混均匀时的氢气摩尔分数约为4.92%。通过分析超声波流量计的适应性,进而推荐具体安装位置。研究成果为超声波流量计在掺氢天然气精确计量方面提供了参考。 展开更多
关键词 掺氢体积比 天然气管路结构 计算流体动力学(CFD) 超声波流量 适应性
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