脑前交通动脉瘤入流动脉管径比对瘤内血流动力学特征的影响

脑前交通动脉瘤作为高发且易破裂的动脉瘤类型,位于脑Willis环前循环处,该处血管结构和血流状态复杂且临床实测难度大,其如何影响瘤内血流动力学特征尚不明确.该文以理想化脑前交通动脉瘤模型为研究对象,通过数值模拟实验重点研究左右侧脑前动脉A1段(ACA1)管径比对动脉瘤入流边界条件及瘤内血流动力学参数的影响.结果表明,动...     

基于个性化动脉瘤Willis环的血流调节仿真及实验研究

该文基于个性化Willis环的颈动脉-眼动脉瘤模型,通过计算机数值分析和体外实验考察了完整Willis环结构内眼动脉瘤对血流调节的影响。计算结果显示,当右侧颈动脉与眼动脉分叉处形成动脉瘤以后,同侧的眼动脉以及中脑动脉的流量增加。同时,右侧后交通动脉的流动发生转向,由之前的颈动脉至后脑动脉变成了由后脑动脉至颈动脉。该结果与基于个性化模型的实验结果完全一致。这些结果表明,动脉瘤的存在会明显改变Willis环的血流特性,使脑血流通过交通动脉的调节实现重新分配。研究也进一步验证了交通动脉在Willis环血流调节中的重要作用。     

颈内动脉狭窄影响颈总动脉血流电导率与电阻抗的数值仿真

颈总动脉汇集了来自上游心脏与下游脑血管床的血流动力学信息，是心脑血管疾病早期诊断的“窗口”，而融合生物电阻抗技术的动脉血流动力学参数检测分析具有无创、经济、便携及可穿戴实时监测等优势。然而，不同程度的颈内动脉狭窄影响颈动脉分叉的血流动力学参数，进而影响颈总动脉血流电导率与电阻抗的规律尚不明确，限制了电阻抗技术在颈内动脉狭窄程度检测与评估中的应用。该文首先基于颈动脉分叉部位的影像学数据建立三维血管模型及理想化的颈内动脉狭窄模型，进一步利用超声血流检测数据通过计算流体力学分析，研究了不同狭窄程度颈内动脉对颈动脉分叉部位血流速度、血压、壁面剪应力分布以及颈总动脉血流电导率和电阻抗的影响。结果显示，在保持颈总动脉入口流量波形不变的情况下，随着颈内动脉狭窄程度的增加，颈动脉电导率受到狭窄区域和回流区域中流速和轴心距离的影响，颈总动脉电阻抗检测信号呈现先减小后增大的趋势，提示颈总动脉血流电导率和电阻抗与颈内动脉狭窄程度密切相关。该文结果为拓展生物电阻抗检测技术在颈内动脉狭窄程度评估的应用提供了一定的理论依据。     

急性有氧自行车运动对动脉血流电导率和电阻抗的影响

血流动力学参数不仅在运动调控动脉结构和功能的过程中扮演重要的角色,而且是评估心血管功能的重要生理指标。血流电阻抗监测技术因为便携、可穿戴和微型化等优点,便于运动过程中血流动力学参数的在线监测。然而,由于运动前后血流电导率、电阻抗和血流动力学参数之间的定量关系仍未完全阐明,阻碍了这一技术在血流动力学监测中的广泛应用。该文采用运动干预实验、数值模拟及统计学相关性分析方法,研究了运动前后血流动力学参数的变化规律及其与血流电导率和电阻抗之间的定量关系。结果显示,急性有氧自行车运动对颈总动脉血压、管径、轴心流速和电阻抗影响显著,对电导率影响较小;电导率波形主要受轴心流速波形影响,与轴心流速成线性关系,而电阻抗波形主要受动脉半径波形影响,与动脉半径平方的倒数成线性关系。该文的研究结果为进一步开发基于血流动力学参数监测评估心血管功能的可穿戴医疗设备提供了一定的理论基础。     

三维各向异性随机渗流场参数敏感性分析

在三维各向异性非均质稳定随机渗流场的随机有限元分析的基础上研究了长江荆南干堤渗流场中随机参数和随机边界条件对随机渗流场模拟结果的影响和随机参数与随机边界条件的随机敏感性分析。通过统计模拟和假设检验,建立并验证了长江荆南干堤渗流场内服从独立正态分布的渗透系数随机序列{k}。在对荆南干堤渗流场随机特性和随机边界条件的敏感性分析中讨论了堤防土层的地质结构特性、堤防渗透变形及破坏的特征、堤防渗透参数的敏感性;分别研究了上下游水头随机边界条件的敏感性、垂直防渗边界条件的敏感性及减压(导渗)沟随机特性的敏感性。实现了对干堤典型段渗流场的较为全面的随机模拟和分析,得到的结论通过统计检验并结合实测工程数据对照证明是可靠的,程序的研制是适用的。     

滑移网格下泵内流场的非定常流计算

该文在OpenFOAM开源平台下,采用滑移网格方法对二维泵内流场进行了非定常流数值计算.计算区域分为旋转区和静止区,滑移界面通过GGI算法实现变量插值和传递.并分别利用RANS和LES模型进行模拟,研究了不同湍流模型对非定常湍流场计算的影响.计算结果表明,动静叶相互作用下的流场具有明显的瞬态特征,其中LES模拟能更好预报流场的大尺度脉动特征.并将该文计算的瞬时速度分布与实验数据进行了比较,结果表明该文的滑移网格数值方法具有较好的适用性.     

基于PIV技术的混流式水泵水轮机转轮内流态特性研究

混流式水泵水轮机的稳定性对机组并网的安全性具有关键影响,转轮内的流态特性是分析水泵水轮机稳定性的重要依据。该文对转轮内流态特性进行了研究,首先,建立流动可视化PIV实验模型;利用相关法,根据采集的粒子图像的分辨率,确定相关域和搜索域;在实验用的模型水泵水轮机的特性曲线上选取12个典型工况点,分析其参数;利用PIV方法,得到各工况下转轮中的流态;最后,分析转轮叶片进口冲角和导叶开度对转轮内流态的影响,进一步明确了混流式水泵水轮机内部流态与运行工况之间的关系。     

土坡位移场应力场对泊松比及形状变化的灵敏性

介绍了边坡工程中位移、应力场对岩土体参数及坡体形状灵敏度分析的原理。研究分析了边坡位移场与应力场对泊松比、坡比以及第一阶模态的灵敏度,并得出各灵敏度最值所处位置。对比了泊松比与坡比对水平位移场的影响大小,表明在边坡坡面附近水平位移场受坡比影响较大,在坡后方水平位移场受泊松比影响较大。给出了坡比为1∶1.02时水平位移绝对最大值的预测与计算值,两者相差较小,表明利用灵敏度进行预测及设计优化是可行的。     

堰塞体浸润线的Monte Carlo模拟

浸润线的高低对堰塞体的渗透稳定至关重要,而堰塞体材料渗透系数往往具有很强的随机性,如果采用确定性模型则不能准确地模拟实际的渗流场及浸润线位置。本文利用Monte Carlo方法在堰塞体材料渗透系数满足对数正态分布的条件下,对唐家山堰塞体渗流场进行了300次二维随机模拟。结果表明,受材料随机性的影响,水头场、浸润线分布及渗透坡降场等均呈现随机特性,但和渗透系数场的随机性并非简单的线性关系,水头方差空间变化特性较为明显,越往下游其值越大;对比确定性模型,随机性模型中出逸点的计算结果更具统计意义,对工程防护中有一定指导意义;由于受边界条件影响较小,堰体中间部位渗流特性基本满足正态分布;浸润线逸出点处受边界条件影响较大,逸出位置分布集中,不服从正态分布,其余部位浸润线位置高程随机过程基本服从正态分布。     

堤防渗流场参数敏感性三维随机有限元分析

采用随机有限元分析方法,研究了长江荆南干堤的三维各向异性非均质稳定随机渗流场中的随机参数和随机边界条件对渗流场模拟结果的影响,并进行敏感性分析.通过统计模拟和假设检验,建立并验证了该干堤渗流场内服从独立正态分布的渗透系数张量;讨论了堤防土层的地质结构特性、堤防渗透变形及破坏的特征、堤防渗透参数的敏感性;研究了上、下游水头随机边界条件、垂直防渗边界条件以及减压(导渗)沟随机特性的敏感性.实现了对渗流场的全面随机模拟和分析,得到的结论通过统计检验,并根据实测工程数据对照证明是可靠的.