人体上呼吸道模型内气流和颗粒沉积的大涡模拟

为探索人体呼吸道内的气体流动和颗粒的运动沉积规律，建立了一个从口腔到前三级支气管的三维几何模型，采用大涡模拟方法计算了此复杂几何结构内的气体流动，并在拉格朗日框架下研究了颗粒的运动现象.讨论了在呼气和吸气过程中不同横截面的流动分布规律，统计了在不同工况下颗粒在呼吸道模型内各部位的沉积率.分析结果表明，不同级气管横截面的流动结构存在很大差异，颗粒沉积率主要受到呼吸强度与颗粒惯性的影响.为验证模型和模拟结果的正确性，将模拟得到的沉积率和文献中的实验数据进行了比较，两者吻合良好.     

管内颗粒污垢特性分析

为了研究强化管管内污垢特性,选取一组直肋管与光管管内颗粒污垢实验进行了分析,对光管和不同几何设计的3种内置直肋管进行了研究,实验所用颗粒为氧化铝和氧化铁颗粒,平均直径分别为1.75 μm和2.11 μm,质量密度约为1 500 mg/L,实验段的热流密度约为13 kW/m2.实验发现,光管的污垢热阻渐进值最小,其次是型号为30/10,30/20,15/10的直肋管,为此建立了一半理论化模型,对影响颗粒污垢形成的主要因素进行了研究.污垢模型从最常用的质量平衡模型出发,分别讨论了质量传递系数、壁面剪切应力、黏附几率、污垢抗分散强度的影响因素,理论模型与实验结果吻合良好.另外,在进行相应简化后,对实验相应管型进行了二维数值分析,数值分析采用控制容积法和标准k ω模型.为解释不同管型在抗垢性能上的差异,讨论了不同管型的近壁面流场分布以及壁面剪切应力对颗粒污垢沉积的影响,发现壁面剪切力越大,污垢热阻值越小,而肋间距是影响壁面剪切力的重要几何参数.数值模拟结果与经验公式和实验结果相比也有合理的偏差.     

颗粒在湍流中运动的数值模拟方法

详细讨论了湍流中颗粒运动的直接数值模拟（DNS）和大涡模拟（LES）方法。尤其是研究了大涡模拟的子网络模型通过模拟,最后得到大涡模拟（LES）方法是模拟湍流中流中颗粒运动的适用方法。     

微颗粒在人体上呼吸道中运动沉积的数值模拟

为了揭示在人体上呼吸道中气流和微细颗粒的运动沉积规律,采用数值分析方法进行了研究.在广泛参考各种上呼吸道模型的基础上,建立了一个新的完整的从口腔-咽-喉-气管-支气管的三维几何模型.采用RNG k-ε模型描述气体的流动,并在拉格朗日框架下追踪颗粒运动.计算得到了模型内详细的流场和颗粒在不同部位的沉积情况,结果表明,颗粒沉积率主要取决于气流流速与颗粒惯性大小.为了验证模型的合理性与结果的正确性,将不同工况下颗粒沉积率的数值计算值与实验数据进行了比较,结果发现两者较吻合.     

管内流动对析晶污垢沉积特性影响的数值模拟

为研究管内流动对析晶污垢沉积和管内对流换热的影响,采用编程的方式对管内流动和析晶沉积过程进行数值模拟。得出不同流速对管内对流换热的影响,并结合污垢沉积模型分析了不同Re数对污垢沉积率、剥蚀率以及净沉积率的影响。结果表明,剥蚀率、沉积率和净沉积率随着Re数的增加均呈现减小的趋势,但不同Re数各变量影响程度略有不同,当Re数高于10000后,三个变量几乎没有变化。     

大颗粒流化床上升管内两相流动的数值模拟

以欧拉双流体模型和两相流体动力学理论为基础,采用湍流模型对上升管内固液两相流流化过程中两相速度分布、流场特性以及局部压力变化进行了模拟.结果表明管内颗粒存在非定型团聚现象,并对液固管流流场进行了分析.颗粒团聚及破散运动是导致管内局部压力波动和液相能量变化的主要原因.在同一条件下,模拟结果能够与实验结果较好地吻合,为进一步研究多相流化床和优化设计提供了有力的依据.     

燃气轮机高温涡轮颗粒沉积的研究进展

为了解决颗粒在燃气轮机高温涡轮中的沉积导致叶片的使用寿命、气动效率和冷却性能严重受损,影响燃气轮机的安全性、可靠性和经济性问题,本文结合高温涡轮颗粒沉积相关文献,系统介绍颗粒沉积动力学。通过比较不同研究者使用的沉积模型,介绍了几种颗粒沉积实验台的优势及不足,阐述了影响颗粒沉积的几种主要因素：颗粒尺寸决定其随流性进而影响沉积;存在一种使沉积现象最为严重的临界温度;冷却射流会影响沉积形貌,甚至有助于冷却。颗粒沉积对于叶片冷却的影响,多数情况下颗粒沉积会对叶片冷却造成严重的影响。结合近年相关研究进展,为避免颗粒沉积现象并切实保护高温涡轮叶片提供参考。     

颗粒群在平面湍射流中输运弥散的大涡模拟

该文针对不同质量流率颗粒群在平面湍射流场中的运动进行了大涡模拟,对颗粒相采用拉格朗日观点的轨道方法进行跟踪.结果显示当流率较小时,颗粒相在漩涡外围聚集较多,流率逐渐增加时,会有颗粒从流动区域逃逸到原先静止的流体区域,以至于在整个射流区域,都相对均匀的分布着颗粒.质量流率对颗粒相在y方向上的平均浓度分布影响相对较小,在流...     

一种描述颗粒沉积现象的Monte Carlo算法

为了提高Monte Carlo算法在求解颗粒群平衡方程时的计算精度和效率,发展了一种基于异权值Monte Carlo(DWMC)算法的快速Monte Carlo(F-DWMC)算法,该算法在处理颗粒沉积事件时采用确定性方法,能够更加快速准确地求解颗粒的沉积行为.文章选定了两种存在理论分析解的工况(分别考虑颗粒重力沉积和布朗扩散沉积行为)对F-DWMC算法进行了验证,获得了多分散颗粒物系统的颗粒尺寸分布函数曲线,计算结果与理论分析解吻合较好,并且与DWMC算法相比,F-DWMC算法具有更高的计算精度和效率.     

激光沉积Stellite 6颗粒入射角度对涂层形成的影响

采用准静态下MTS拉伸实验,对Stellite6颗粒在Johnson cook材料模型中的物性参数进行标定;利用有限元分析软件ABAQUS模拟单个Stellite 6颗粒以相同速度不同入射角度撞击基体的变形行为,探讨粒子入射角度对粒子沉积形貌及基体凹坑深度的影响.模拟结果表明：Johnson cook材料模型可以很好的描述碰撞过程中粒子的变形行为,粒子入射角度的增大,不利于粒子与基体的有效结合;在粒子有角度撞击基体过程中,切向速度会使得粒子与基体之间产生相对运动,进而导致粒子与基体接触表面有摩擦力的产生,当颗粒与基体间摩擦力做功产生的积极作用大于颗粒切向滑移产生的消极作用,颗粒与基体可以形成有效结合.     

基于改进粒子群优化神经网络的房地产市场预测

针对粒子群优化算法精度不高、容易陷入局部最优、难以满足房地产市场形势需求的问题,提出一种改进粒子群优化神经网络,并应用于房地产市场预测中,该算法将混沌引入粒子群优化神经网络算法权重和阈值的初始化与更新的过程,提高了初始样本的质量,减轻了局部极值现象,提高了算法的全局搜索能力,同时设置了躲避因子,使粒子一定程度上离开偏离真实值的区域。研究结果表明,提出的改进算法可以提高粒子群优化神经网络权重和阈值的准确性。     

Numerical simulation of particle deposition in obstructive human airways

To investigate airflow pattern and its impact on particle deposition, finite-volume based computational fluid dynamics (CFD) simulations were conducted in the diseased triple-bifurcation airways. Computations were carried out for twenty Reynolds numbers ranging from 100 to 2 000 in the step of 100. Particles in the size range of 1–10 μm were conducted. Two particle deposition mechanisms (gravitational sedimentation and inertial impaction) were considered. The results indicate that there are strong relationship between airflow structures and particle deposition patterns. Deposition efficiency is different for different particles in the whole range of the respiratory rates. Particles in different sizes can deposit at different sites. Smaller particles can be uniformly deposited at the inside wall of the considered model. Larger particles can be mainly deposited in the proximal bifurcations. Deposition fraction varies a lot for different inlet Reynolds numbers. For lower Reynolds numbers, deposition fraction is relatively small and varies a little with varying the diameters. For higher Reynolds numbers, there is a most efficient diameter for each Reynolds number to target the aerosols at the specific site.     

Tracking of human head with particle filter

To cope with the problem of tracking a human head in a complicated scene,we propose a method that adopts human skin color and hair color integrated with a kind of particle filter named condensation algorithm.Firstly,a novel method is presented to set up human head color model using skin color and hair color separately based on region growing.Compared with traditional human face model,this method is more precise and works well when human turns around and the face disappears in the image.Then a novel method is presented to use color model in condensation algorithm more effectively.In this method,a combination of edge detection result,color segmentation result and color edge detection result in an Omega window is used to measure the scale and position of human head in condensation.Experiments show that this approach can track human head in complicated scene even when human turns around or the distance of tracking a human head changes quickly.     

一类免疫反应系统的Hopf分岔及控制

研究了一类病毒感染的免疫反应动力学模型的正平衡解稳定性和Hopf分岔条件,证明了正平衡解渐近稳定性和系统的渐近稳定的渐近稳定条件.给出一种基于输入-状态线性化的Hopf分岔控制方法,使得系统在给定的参数范围内是渐近稳定的.     

线性脉冲哈密顿系统的分岔分析和控制

通过将非线性形式的脉冲引进到线性哈密顿系统里,离散映射、利用中心流形理论和分岔理论讨论了线性脉冲哈密顿系统的复杂动力学性质.理论上分析了系统周期-1解的存在和稳定的条件、flip分岔的分岔条件,设计了一个线性脉冲控制器控制系统的动力学行为,给出了能验证理论分析结果的数值结论.     

一类捕食-食饵模型平衡解的局部分歧的存在性

利用局部分歧理论,研究了一类捕食-食饵模型在Neumann边界条件下平衡解的局部分歧的存在性,从而得到其正解存在的充分条件。     

Comparative study on bifurcation control methods in a fractional-order delayed predator-prey system

This paper focuses on the comparative analysis of bifurcation control approaches for a fractional-order delayed predator-prey system. The state feedback schemes with and without time delay are dexterously designed during the bifurcation control for the proposed system, and the comparative study is elaborately performed on bifurcation control theoretically. The salient feature of the current paper is that the analysis of time of bifurcation control for the proposed system is investigated based on various state feedback control strategies. Analysis reveals that the feedback control approach without time delay overly outmatches the one with time delay for bifurcation control in the considered systems so long as the uniform feedback gain is selected. It consumes less time to control bifurcation while utilizing the first controller in comparison with the second one. Numerical examples are ultimately employed to confirm the correctness of the theoretical results.     

一类分歧问题解曲线的研究

对一类分歧问题进行了研究 ,得出了其分歧点处解曲线的结构     

不可压缩球体的空穴和分叉

利用Y.C.Gao给出的一类应变能函数,分析了不可压缩球体受静载荷作用时空穴的产生和增长问题,给出了存在分叉解的条件,确定了载荷与空穴半径的函数关系,以及本构参数对临界力的影响,讨论了空穴情形的应力分布以及预先存在微空穴的增长.结果表明本构参数n<1.5时,产生空穴,临界力随着n的变大而变大.