基于CT图像建立人体足部骨骼三维有限元模型的研究

讨论了建立人体足部骨骼有限元模型的必要性;针对其形状复杂、数量多、体积小和关节多的特点,分析探讨了基于2 mm层厚的CT图像建立人体足部骨骼三维有限元模型的主要途径。介绍了从CT扫描图像提取骨骼边缘轮廓数据,再分别采用不同的CAD软件建立骨骼轮廓线模型和三维实体模型,最后在ANSYS中建立完整的三维人体足部骨骼有限元模型的过程和结果,并且讨论了利用IGES文件实现不同软件之间的模型转换的有关问题。     

基于CT图像颈椎有限元模型的建立及验证

针对目前在颈部损伤机理的研究中尚未有适合中国人体型特点的全颈椎有限元模型的情况,采用CT技术获取中国50百分位人体颈椎数据,并以此建立了全颈椎有限元模型.模型采用映射网格划分方法对松质骨、椎间盘和韧带等结构进行了划分,利用现有的颈椎材料参数进行比例和功能缩放来定义稀缺的材料参数.整个模型共有22 512个实体单元,14 180个壳/膜单元,模型解剖结构描述细致、准确.最后通过颈椎离体坠落试验对模型的有效性进行验证,验证结果表明,该模型具有良好的生物逼真度,可应用于研究国人颈椎在汽车碰撞事故中的动态响应和损伤机理.     

激光线扫描足部三维测量方法及其应用

基于激光线扫描和力传感器原理设计了可以同时测量足部负荷和三维形貌的扫描仪.利用5 mm以下足部投影轮廓线和整个足部投影轮廓线自动识别足后跟点和趾尖点,建立足部坐标系,并根据有关截面特征对其他特征点进行识别,自动提取足围等10项足部参数.对170名受试者进行了不同负荷下的足部参数测量,给出了零负荷下男性和女性的足部参数统计结果以及半体重负荷、全体重负荷和背负荷下足部参数的变化特性,并对正常足和扁平足的足部参数进行了对比.测量结果表明: 男性和女性的平均足长和平均足围差异度较大,而平均足弓高差异度较小;当负荷增加到一定程度时,足部姿势发生改变,足后跟宽、足面高和外踝高等参数不再随负荷进一步增加有明显的变化规律.     

头部撞击损伤的有限元模型建立

根据人体头部的螺旋CT医学影像,利用图像边界分割、各层图像之间的影像配准以及三维重建技术建立了头部几何模型,然后运用NURBS曲面片的构造算法将三角面片转换为四边形面片,最后利用TrueGrid软件对颅脑几何模型进行网格划分,同时进行适当的网格修补,从而建立了人体头部有限元模型。根据碰撞过程中的能量守恒,验证了模型的可靠性。本模型可用于汽车交通事故中头部损伤的生物力学研究以及为开发相应的汽车安全防护装置提供理论依据。     

三元复合驱化学反应平衡模型及其应用

针对三元复合驱过程中化学反应的特点及我国油田地层实际情况，通过合理简倾分清主要反应和次要反应的基础上，提出了新的化学平衡物理模型和数学模型，并运用新模型进行了实验室岩心驱替的数值模拟。与国外化学驱软件ＵＴＣＨＥＭ的计算结果对比，该模型的计算速度及稳定性有所提高，并有一致或相似地我国油田地层水中镁离子含量少的特点，利用新模型讨论了地层水中镁离子对化学反应平衡及驱油效果的影响，分析了碱耗的原因，提出在     

样条几何形变模型及其在CT图像分割上的应用

根据医学图像分割的特点，建立了一种样条几何形变模型，它表示为一个有序的用边线连接的顶点集合，其有序的顶点集合组成顶点模型，有序的边线集合组成边线模型，两者通过形变模型的二阶连续性紧密地结合在一起，样条几何形变模型能够获得平滑而连续的对象描述，适合于形状复杂的解剖结构，将其用于肝脏CT图像分割，结果表明，模型具有很好的收敛性和描述效果。     

下颌前牙固定桥基牙及其支持组织的三维有限元模型的建立

目的：建立下颌前牙双端固定桥的三维有限元模型,为分析下颌前牙固定桥的生物力学特征提供数字模型。方法：采用正常人的下颌骨标本,进行CT断层扫描得到包含下颌前牙的35幅图像,通过计算机图形转换软件和3D建模软件获取图像的边界信息,应用ANSYS有限元建模模块处理。建立了包括牙齿、牙周膜和牙槽骨固定桥修复前及修复后的几何模型和三维有限元模型。结果：固定桥修复后。有限元模型包括牙体、牙槽骨、牙周膜在内共41648个节点,27269个单元。结论：CT辅助有限元建模技术能精确建立下颌前牙及其支持组织的三维有限元模型。     

一个图像检索模型及其应用

给出一个用于图像数据库系统的图像检索模型，这个模型不仅可以用来作为描述和比较图像检索方法的一般框架，也可以作为实现图像检索机制的参考结构。作为应用实例，也为了评价现有的各种图像检索手段，并且应用这个模型对多种图像检索方法进行了分析与比较。     

基于有限元数值模拟的多层住宅新型复合结构模型研究

本文针对竖向荷载作用下多层住宅新型复合结构的有限元模型建立作了一系列研究。主要分析并验证了建立空间模型时梁、柱、支撑采用BEAM4单元的可行性,并提出单向楼板在建模时可以采取两边留缝隙的两面板或多面板模型。     

有限元方法建立矿区模型的应用原理

近几十年来，随着计算机软硬件的迅速发展和计算速度不断提高，使大型的有限元数值方法在微机上运行很方便，使有限元方法逐渐成为研究岩土力学及工程问题的主要手段之一。在原始数据选取和模型建立较为合适的情况下，有限元数值方法在一定程度上可以取代昂贵的模拟试验。     

一种四翼混沌模型的扩展及其应用

高维混沌系统在保密通信中表现出许多优良特性,使用反馈控制方法,将一个四翼混沌模型进行扩展,得到了一个五维四翼混沌模型.通过实验和分析发现该模型具有两个正的最大Lyapunov指数,而且具有连续的功率谱,表明其具有一定的混沌行为,具有四翼吸引子.最后将该混沌模型生成的序列修正后应用于彩色图像加密机制中,实验结果表明,该加密机制不仅可以达到理想的加密效果,而且具有较高的安全性,可以抵抗各种统计分析攻击.     

开挖地铁对地表建筑物影响研究

结合某地铁开发建设项目,采用ADINA有限元结构分析程序,分析了地铁开挖引起地表变形的特征和规律,得到了地铁及建筑物基础围岩的应力与位移变化规律,探讨了地表变形对建筑物的影响,对工程设计、施工及城市地下空间的开发利用提供了参考依据。     

一种动态数据序列组合预测模型法

文章综述了灰色模型、谐波分析和时序分析的基本原理和建模方法 ,分析了各种模型的适用性与局限性 ,在此基础上提出了基于上述 3种基本建模方法的组合模型法。组合模型有效地融合了各种基本建模方法的特色与优势 ,弥补了单个基本模型的缺陷与不足 ,尤其适用于对非平稳性动态数据序列的建模。仿真结果表明 ,组合模型法能有效地提高数据序列的预报准确度。     

土的应变软化模型及其在边值问题中的应用

为深入认识土体的变形与破坏规律和合理设计土体的承载能力 ,根据密砂的三轴试验数据 ,建立了反映土的应变软化的弹塑性模型。用有限元法对密砂的厚壁筒内压扩张问题进行了计算 ,结果表明密砂的厚壁筒的内压扩张问题具有整体软化和突然崩塌式的破坏特性 ,说明所建立的应变软化模型有较好的适用性     

结构分析软件应用的教学探讨

近几年的研究生教育中,各种结构分析软件起到相当重要的作用,实现了以结构试验为基础,以结构计算力学为方法,在结构弹性、材料非线性、几何非线性和双重非线性方面进行仿真分析.本文在多年的结构分析软件应用中探讨结构分析软件的教学模式,采取一些措施让学生更快更有效地学好这些大型软件.     

单螺杆泵采油系统杆柱瞬态动力学模型及应用

抽油杆柱运动的数学模型是油井生产系统优化设计、动态特性预测及工况诊断的理论基础.对地面驱动单螺杆泵采油系统进行有限元分析,建立抽油杆瞬态动力学模型,克服以往静力学模型无法动态反映抽油杆柱受力和运动状态的缺点.利用Newmark直接积分方法对动力学模型进行求解,可获得任意位置处抽油杆柱扭矩载荷随时间变化曲线、任意时刻沿井筒侧向位移等.由于模型中运用经典碰撞理论考虑碰撞接触的影响,因此该模型可更加真实地反映抽油杆柱的受力和运动状态,同时为螺杆泵井扶正器设计奠定理论基础.利用该模型编制的软件在二连油田的应用证实了它的准确性和实用性.     

广义有限元及其应用

基于传统有限元理论，吸收数值流形方法中有限覆盖技术，将每个结点位移的Lagrange型插值空间推广为具有任意多个广义位移的函数展开式，给出了广义四结点等参单元的有限元列式，结合算例探讨了广义有限元的数值实施措施，针对复杂结构形式，提出广义有限元与传统有限元的联合运用，从而解决计算交和精度这一问题，算例结果表明了本文方法的合理性。     

软土地基沉降蠕变-固结有限元分析及应用

对软土蠕变-固结特性、计算模型、模型数值求解法进行研究,采用改进的Merchant模型和参数确定方法,编制非线性黏-弹性固结模型有限元计算程序.利用该程序对深港西部通道一线口岸软土地基沉降计算进行蠕变-固结有限元分析.计算结果与实际观测资料比较吻合.     

二叉树模型的测度变换及应用

二叉树模型被广泛地应用于离散时间的金融衍生物的定价之中,该模型的本质是随机游动,即在某个x状态时,以p的概率向上跳一步,以1-p的概率向下跳一步.类似于连续情形的测度变换,获得了二叉树模型的一个测度变换定理和推论.给出了该变换定理在金融衍生物定价中的应用.