心力衰竭及其在直接心室辅助下的建模仿真研究

通过建立一种加入直接心室辅助的心室循环系统的简便模型,对正常健康、心力衰竭和直接心室辅助作用下的血液动力学进行了仿真分析,同时也就加入直接心室辅助的实时控制方式作了对比.仿真结果表明,直接心室辅助明显改善了心衰时的血液动力学性能.建模仿真为进一步研究人体血液循环系统的生理状态、新型心室辅助装置的结构设计以及提供更加符合人体生理机能和血液动力学性能的控制方法奠定了基础.     

冠状动脉粥样硬化性心脏病冠脉循环建模与仿真

冠状动脉粥样硬化性心脏病发病率和死亡率都很高,对其进行建模与仿真有重要的医学意义.在左心循环系统的血流动力学仿真建模的基础上,结合冠状动脉粥样硬化的病理学特点及临床数据,建立描述心血管冠状循环与系统循环之间血液动力学关系的模拟电路模型,并运用Matlab/Simulink对模型进行仿真,模拟冠状动脉粥样硬化性心脏病病理状态下的冠脉循环血流情况.模型通过修改参数,能模拟不同个体生理情况特征,仿真不同程度的冠状动脉狭窄的血流情况.仿真波形与动物实验结果相吻合,通过对血流储备分数(FFRmyo)的计算,也进一步验证仿真结果的正确性.     

燃气/蒸汽联合循环的可视化仿真

为了设计一个完善的联合循环系统,在设计阶段缺乏实际数据时就有必要通过对整个联合循环系统进行建模和仿真.首先阐述联合循环建模现状,然后通过对各种联合循环系统合理分析,将系统部件分类归纳,结合计算机集成设计系统(TH-CIDS)的特点,提出一种新的建模思路.采用可视化仿真和面向对象建模相结合的办法,开发了组成常规联合循环系统的各部件模块,组成联合循环建模系统.该建模系统使用灵活方便,具有很大的通用性.文章最后给出了一个建模仿真实例,其结果与实际结果相符,证明了该建模系统的正确性和可用性.     

全人工心脏测试系统流路的数学建模

针对全人工心脏的测试需要,提出了一种新的基于弹性腔模型的人体血液循环系统整体特性集中参数模型.该模型有以下一些特点:将血液循环系统作为一个闭合体系,强调其内部各器官间的相互作用以及循环系统与外部作用的整体性反应,在各组成部分的特性描述上则进行较多的简化;参数少、生理意义明确、计算容易且便于制作物理模型;该模型直接对血液流路器件进行模拟,更能逼近测试系统实物的真实情况.使用本系统对配套的全人工心脏进行的测试实验表明,建模结果与实物系统的测试结果基本相符.     

动力性主动脉的仿真建模和性能分析

动力性主动脉瓣(简称动力瓣)是一种新型的轴流式左心辅助装置,将其植入在主动脉瓣的位置可帮助自然心脏将血液从左心室抽取并排放到主动脉腔.现有的动力瓣以7档转速运行,最低转速为3000 r/min,最高转速为9000 r/min,相邻转速间隔为1000 r/min.鉴于活体实验的局限性,需要采用建模仿真的方法来准确模拟动力瓣的流体性能和心血管辅助效果.在体外循环台测试数据的基础上,作者建立了一个动力瓣的动态数字模型,并按照其植入人体的位置和方式,将其嵌入本实验室原有的犬心血管循环系统模型中,仿真计算并得到7档转速辅助下对缺血状态下心血管系统的辅助效果.相关仿真数据和活体实验数据相比,误差小于15%.因此,该动力瓣模型能够准确仿真模拟动力瓣在活体中的作用,并对今后动力瓣的控制方案研究和改进奠定了基础.     

基于多元热生理仿真的运动健康量化方法及系统实现

有效量化运动过程中人体的生理状态,并提前规避运动健康风险,成为当前亟待解决的问题。通过对人体热调节机制和心率调节机制进行数学建模,提出了一个人体运动生理仿真模型,并将其用于模拟多元生理数据,如人体内核温度、出汗率、心率等;基于多元生理仿真结果数据,定义了一个运动模糊有限状态机及生理状态概率计算模型,并用于量化人体运动过程中任意时刻的生理状态。实验结果表明,仿真结果与实验结果能保持很好的一致性,提出的方法对于分析和预测运动仿真过程中的健康问题具有很好的指导意义。     

不同角度人体"倒牵"状态下循环功能的变化

采用多普勒超声方法观察人体在不同角度“倒牵”状态下血液循环的变化。旨在揭示人体在不同角度“倒置”和“倒牵”双重刺激的影响下循环系统的变化规律。结果显示:30°倒挂组各项指标基本保持稳定,说明通过神经体液调节使生理机能保持稳定。60°、90°倒挂组各项指标变化显著,SV增加,BP降低,颈内动脉BFV增多,说明机体血液循环系统产生了显著的变化。     

WITNESS环境下基于改进型IDEF3方法的离散事件仿真建模

针对WITNESS仿真环境下，复杂离散事件仿真建模过程中出现的大量顺序、并行、同步、冲突及因果依赖等关系，提出采用改进型IDEF3方法进行仿真建模．采用仿真规则与交汇点集成、行为单元与仿真信息数据集成的原则进行建模；同时在IDEF3方法的基础上，建立新的行为单元，达到了仿真单元的可重用和可重构性，大大提高了仿真建模的速度，减少了建模难度．最后，给出了在改进型IDEF3方法下进行离散事件仿真的框架，并在仿真软件WITNESS的基础上，通过实例详细描述了建模过程．     

原发性闭角型青光眼房水循环系统动态建模与仿真

原发性闭角型青光眼是我国最常见的不可逆性致盲眼病,由于其发病机制极其复杂,诊断和治疗手段主观且有限,对其进行建模与仿真有重要的医学意义.在前期对人眼房水动力学系统仿真建模的研究基础上,结合闭角型青光眼的病理学特点及临床数据,提出了适用于原发性闭角型青光眼人眼房水循环系统的动力学仿真模型,并运用数字仿真的方法对模型进行了仿真运行,获得了与临床结论较为一致的结果,能较好地模拟原发性闭角型青光眼病理状态下的房水运行机制.     

基于仿真建模语言Modelica的多领域仿真实现

介绍了Modelica语言发展背景及特点，并对其语法结构进行了分析。介绍了Modelica模型库和Modelica仿真建模工具。最后，在仿真建模软件Dymola中，对一直流电机驱动系统进行了建模和仿真。仿真结果证明。Modelica语言及其模型库简单、易用，在多领域仿真建模中有很好的发展前景。     

Study on Simulation Method of Pipeline Networks＇ Dynamic Characteristic in Hydraulic Manifold Block

In the design of Hydraulic Manifold Blocks （HMB）, dynamic performance of inner pipeline networks usually should be evaluated. To meet the design requirements, dynamic characteristic simulation is often needed. Based on comprehensive study on the existing simulation methods, a new method combined of Power Bond Graph（PBG） and Computational Fluid Dynamic （CFD） is proposed. In this method, flow field of typical channels inside HMB is analyzed with CFD to obtain the local resistance coefficients. Then, with these coefficients, a new sectional lumped-parameter model including kinetic friction factor is developed using PBG. A typical HMB design example is given and the comparison between the simulation and the experimental results demonstrates the feasibility and effectiveness of the proposed method.     

水下缆索动力学理论模型

水下缆索建模是水下拖曳系统和系泊系统中一项关键工作，采用多体系统方法对缆索动力特性进行理论分析，建立了缆索多体动力学三维有限段模型。该模型将缆索视为一系列具有不同物理特性的铰接刚性缆段，系统包含多个开环分支或闭环分支，讨论了流体阻力、流体附加质量和流体静压力的影响，分析比较了附加质量与系统本身惯性的关系，对小尺度缆索进行动力学仿真，并与实验结果做了比较，吻合良好，该模型可用于水下缆索系统的动力学仿真。     

储汽筒充汽系统的热力过程建模与仿真

应用变质量热力学及黏性流体动力学理论,以储汽筒充汽系统为研究对象,建立了系统各组成单元的数学模型.利用Matlab软件对给定调节阀控制策略下的充汽过程进行了数值仿真分析,获得了储汽筒充汽系统的动态特性,为系统的初步设计提供了可选方法及参数.     

基于DIS的分布式视景仿真实现

对分布式视景仿真中对象建模和仿真节点间的实体交互操作进行理论分析,研究分布式交互仿真结合动态图形显示的实现方法,基于计算机局域网搭建分布式交互仿真平台,建立实体对象各种状态的模型,在网络上传递实体状态及交互信息,实现实体间的交互行动动态显示,在分布式交互仿真平台上实现,了实体交交互行为的动态,显示,基于分布式交互仿真的视影仿真系统,对仿真结点的图形和网络处理能力提出较高的要求,需要在建模和算法上进行优化。     

四旋翼飞行器动力系统模型参数辨识实验研究

四旋翼飞行器动力系统是飞行器的重要组成部分,也是影响控制精度的重要因素。通常在动力系统建模时直接采用机理建模法,但在实际中动力系统的选用和安装都会影响到动力系统模型,故直接采用机理建模方法准确性不高。本文基于动力系统机理模型得到动力系统模型结构,然后在搭建的测试实验平台上完成了转速数据的测量,根据实验数据通过ARX模型辨识出动力系统的模型参数,建立出四旋翼飞行器动力系统模型并设计了PI控制器。通过系统仿真与实际测量验证,结果表明：对应用参数辨识后的四旋翼动力系统模型进行控制时,系统的快速性和稳定性都有明显的提高。     

石化生产过程仿真建模方法的研究

FPSO(Floating Production,Storage and off-load-ing system;浮式油轮生产储油卸油系统)是为海上油田生产服务的大型生产装置,已经成为当今世界海上油气开发生产设施的主流方式之一.FPSO系统的仿真实现,可以模拟不同工况和危险工况,对满足现场操作人员的培训,避免事故发生等各     

黄原胶在热管生物反应器中传热数值模拟

采用计算流体力学(CFD)方法,研究了多种因素对黄原胶水溶液在传统反应器与热管生物反应器中传质与传热状况的影响,通过数值模拟得到了反应器中流动场、温度场和全釜死区分布.结果显示:经典最大叶片式桨及改进最大叶片式桨都具有"双循环"流型结构,在釜内形成了良好的主体循环流动,有利于改善反应器内的传质与传热,验证了热管的使用没有对反应器中的流动场造成严重的影响;而温度场的比较则表明:热管的使用明显提高了反应器的传热性能,使反应器中的整体温度有明显下降.     

脑Willis环循环的血液动力学研究

建立了一个描述脑循环Ｗｉｌｌｉｓ环血液运动规律的动力学并进一步得到了其状态方程及求解方法，应用该方法不仅可以直接求解定常问题，而且还可以求解不定常问题，该模型不仅反映了脑血管弹性和阻力等动力学参数对脑血流特性的影响，而且还反映了不同病理生理状态下脑血注的代偿功能，最后，通过研究动力学参数变化对输入阻抗的影响发现，一侧颈动脉输入阻抗已不仅和该侧血管力学特性有关，而且还受对侧乃至后循环血管及血流特性的     

基于遗传算法的动态模糊模型辨识非线性系统方法

针对复杂的动态系统,提出了一种基于遗传算法的模糊模型辨识方法,给出了学习模糊规则的新算法,探讨模糊推理方法和遗传学习算法用于非线性系统建模的问题,仿真结果证明了该算法的有效性。