颈动脉狭窄病变下血液两相流动分析

血管病变狭窄对动脉疾患的多发性和进一步发展有着很大的影响.尽管在血管狭窄情 况下研究血液流动应当考虑红细胞的尺度影响,但迄今的研究工作仍然将血液作为单相牛顿 流体加以处理,这可能难以准确分析有狭窄复杂动脉血管中的血液流动.文中建立了颈动脉 分岔血管血液液/固(血浆/红血球)两相流动的数学模型,对有病变狭窄情况下颈动脉中血 液两相流动状态进行了分析,研究了狭窄位置和程度对颈动脉血流动力学参数的影响.研究 结果表明,血管狭窄的出现和狭窄程度的增加使颈动脉血管中的血液流动更加复杂,增大和加 剧血管壁面剪切应力和它的交变波动,这可能导致动脉粥样硬化等病患的多发性和促进病变的进一步发展.     

定常吸气改善桥梁断面风致静力特性的数值

目的 改善桥梁断面空气动力特性,提高桥梁抗风能力.方法 以某桥梁闭口扁平箱梁断面模型为研究对象,利用基于计算流体动力学的数值方法模拟来流风作用下桥梁断面的绕流风场,并计算桥梁断面静力3分力(阻力、升力、扭矩).结果 静力计算结果显示,与未采用吸气情况下相比,定常吸气后断面的升力与扭矩基本没有变化,而阻力却显著降低,且随着吸气能量的增加吸气减阻效果加大.结论 定常吸气可以有效地抑制风流过钝体断面而产生的分离,使主流更加贴近壁面,进而达到减少断面阻力的目的,定常吸气是桥梁断面减阻的有效手段.     

水下均匀复合层结构的声特性研究

应用声传递矩阵法,对水下典型复合层吸声结构在全入射角下的低频声学特性进行了研究,推导了多层结构的反射、透射系数的计算公式, 并用数值方法进行求解,根据计算结果具体分析了材料参数、背衬形式、声入射角度对结构声学特性的影响.通过分析可以看出,水下吸声层的应用效果不仅取决于自身的材料特性,还与背衬结构及入射角度有很大关系.     

复杂流体壁面滑移特性研究及其测量

壁面滑移是复杂流体流动中的一种普遍现象.对壁面滑移现象及其机理进行了总结,并讨论了几种检测滑移的方法.壁面滑移产生的机理可分为壁面吸附失效与缠结破裂,其关系十分复杂,且与流体的性质密切相关,还需要深入的研究.检测滑移的方法有标记法、激光-多普勒法、赫磁-共振法等.还阐述了壁面滑移与临界应力、颗粒浓度的关系以及滑移速度的...     

Y型分叉冠状动脉血管中血液流动对血栓形成的影响

为研究Y型分叉血管中血液流动对血栓形成的影响,根据黏性流体稳定流动的Navier-Stokes方程,建立了冠状动脉分叉血管中血液流动的数学模型,并采用计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)的方法,数值模拟了不同Y型分叉冠状动脉血管中血液流动情况,并考虑了分叉角度、血液黏度、入口血流初始速度对血流速度场、壁面剪应力、壁面压强的影响.结果表明:分叉角度越小成栓可能性越大,存在最易成栓的血流速度,但血液黏度对血柱形成的影响不大.     

不同结构支架植入蜿蜒型颅内动脉瘤的仿真研究

为了探讨不同结构的血管内支架对颅内复杂动脉瘤的血液动力学特性的影响,针对同一蜿蜒形颅内动脉瘤结构,构建了4种不同的裸支架(截面形状和孔隙率不同),分别植入动脉瘤的有限元模型,进行流体动力学仿真计算,获得了一些血流动力学的定量信息.4种模型中,无论是在减小血流对动脉瘤远端瘤壁冲击,还是在局部高压力的降低以及减小动脉瘤壁面切应力等方面,孔隙率较低的三角形截面的网格支架的效果均优于其他3种模型支架的效果.设计采用的三角形截面支架由于血液流入和流出时的流阻不同,导致该支架植入动脉瘤后对瘤腔血流的影响不同,从而产生了动脉瘤腔内的血流动力学差异.这可以为支架结构设计提供一些理论指导意义.     

基于CT图像的胸主动脉瘤模型构建及分析

三维重建基于CT的胸主动脉瘤有限元模型并进行血流动力学数值模拟,为分析胸主动脉瘤的血流动力学机理及其临床治疗提供理论依据.依据临床胸主动脉瘤患者CT数据,结合M IM ICS 11数字化影像处理软件,获取胸主动脉瘤的优化表面模型.随后导入ANSYS ICEM CFD11.0进行胸主动脉瘤模型的有限元网格划分.最后在ANSYS CFX11.0中完成胸主动脉瘤的血流动力学分析.建立了临床上适用于胸主动脉瘤患者血流动力学分析的有限元模型.获得了个性化胸主动脉瘤模型中血液流场的流线、速度矢量、血管壁面压力和血管壁面切应力的分布和变化.模型具有数字化、个性化特征,可用于胸主动脉瘤血液动力学计算,分析临床胸主动脉瘤患者动脉瘤的破裂机理.     

急弯河道壁面切应力及计算方法研究

壁面切应力的准确计算对深入了解泥沙输运及河道演变过程非常重要。当前研究多局限于顺直和微弯河道,对于急弯河道,水流受重力和离心力的双重作用,流态复杂,水面横比降大,并伴随横向环流,壁面切应力影响因素众多,各种计算方法的适用性有待进一步研究。开展180°急弯水槽缓流试验,采用ADV流速仪以及Preston管监测水流的三维流速和动静水压强差分布,分析急弯河道水流纵向流速、横向环流以及湍动能重分布特征。基于以上水流特征,选取四种经验公式法及k-ε数值模拟法计算该水槽控制断面的壁面切应力,对比发现湍动能法、Preston管经验公式法以及k-ε数值模拟法的计算结果不仅在分布规律上,而且在数值大小上都吻合良好,可用于急弯河道壁面切应力的计算。利用数值模拟法计算该水槽内河床及岸坡的壁面切应力分布,结果表明：在进口顺直段内,壁面切应力值较小,且分布均匀,在弯道段内,其值逐渐增大,分布也更不均匀,进入出口顺直段后,岸坡附近的壁面切应力值达到最大;横向上壁面切应力沿底壁分布均匀,而在坡脚附近,水流条件复杂,环流作用大,波动剧烈;横断面最大壁面切应力在弯道作用下从凸岸逐渐偏移至凹岸,与主流变化规律一致;该急弯水槽最大壁面切应力位于弯道内110°断面的凸岸附近以及弯道出口下游0.5m断面的凹岸附近;保持水槽出口水深不变,仅过水流量变化,壁面切应力总体分布规律相似,并体现出“大水趋直,小水坐弯”的特点。成果为急弯河道的水流剪切输移机理、河道演变预测及安全管理等研究提供基础依据。     

微细圆管内火药燃烧稳定性影响因素的数值模拟

为了解微燃烧器内固体含能材料燃烧的影响因素,采用ANSYS瞬态热分析研究了微细圆管燃烧器内固体药柱燃烧时,燃烧器尺寸、壁厚和壁面热传导系数对燃烧器壁面温度分布和热损失的影响。结果表明:燃烧器壁面的热量传递是决定微尺寸下能否稳定燃烧的关键。随着燃烧器尺寸的减小,加强了燃气和壁面的相互作用,热损失增大,导致燃烧不稳定甚至熄灭。而壁面热传导系数对壁面热量传递起着竞争的作用,随着壁面热传导系数的减小,壁面热损失和壁面轴向传导至预热区的热量均减小,但前者的作用较大,利于燃烧稳定。另外研究表明,在一定壁厚范围内,增加壁厚有利于燃烧稳定。     

我国餐饮空间室内声环境研究

本文通过实地测量和观察,对五个较有代表性的餐厅声环境进行初步调研,总结发现餐饮空间内主要噪声源为邻桌说话声,十人桌的就餐模式噪声问题较为严重,结合主观调研发现,目前餐饮空间内就餐者可接受的噪声级在70dB(A)以下。通过声学模拟软件Odeon对典型餐饮空间模型的模拟可得,合理布置吸声构造可以在满座情况下有效地把室内噪声级降到就餐者可接受的噪声级范围,其中在顶部布置吸声构造是改善餐厅语言清晰度更为有效的途径。