上肢动脉系统的三段式电网络建模与仿真

根据弹性腔模型,建立了上肢动脉系统的三段式电网络模型。该模型以肱动脉血压波形为输入,采用状态空间分析法建立了电网络模型的空间状态方程组,并利用四阶龙格库塔方法对其进行数值求解,得到桡动脉的血压和血流波形。利用该电网络模型分析了正常和病理（动脉硬化和高血压）情况下对桡动脉脉搏波的影响。实验结果表明：该电网络模型的参数具有较好的生理意义;模型的求解计算精度较高,收敛快;能有效地对正常和病理情况下上肢动脉的血液动力学特征进行仿真。     

体循环系统建模与仿真

根据流体网络与电气网络的等效关系,用电流表示血液的流动,用电阻表示血液流动的黏滞阻力,用电容表示血管的顺应性,用电感表示血流的惯性.采用1个时变电容和1个心肌电阻模拟左心室,建立了改进型五阶集总参数体循环系统电路模型.根据人体实际生理状况和临床数据制定模型参数,仿真健康心脏、不同部位病变导致的衰竭心脏的血流动力学特性,探讨了衰竭心脏的仿生控制机理,验证了所建模型的可行性.根据基础电路法列写状态方程,应用MATLAB软件进行仿真.结果表明:改进的左心室模型能全面地反映心脏的工作机理和功能,可以模拟健康状态血液动力学特性,通过改变参数又可以模拟因左心室弹性变化、外周阻力变化、心肌阻抗特性变化分别导致心衰的血流动力学特性.     

基于VB的指端脉搏波检测系统的研制

利用脉搏波中提取的信息来诊断动脉硬化越来越受到重视.针对目前国内脉搏波信息检测中存在的问题,采用指端容积脉搏波测量法设计了指端脉搏波检测系统,实现了基于指套式红外传感器的脉搏波采集,设计了对脉搏波信号进行滤波及特征点提取的软件.实验结果表明,该检测系统可以无创采集并描绘人体指端脉搏波图,能够用硬度指数简单评价血管的动脉硬度程度.     

复杂形状血管中血液两相流动研究

从液固两相流的角度出发,针对人体心脑动脉血管中典型的血管形状,利用计算流体力学的方法和血流动力学的基本原理,考虑血液两相流动的影响,进行了相关的血流动力学分析,获得了血液两相流动的有关动力学参数,并揭示了考虑两相流动影响造成的血液动力学特性的差异,为进一步研究复杂形状血管中血流动力学提供了理论参考。     

不同血压环境下椎动脉粥样硬化仿真研究

针对椎动脉粥样硬化后脑组织缺血现象,探讨血管狭窄及血压变化下的血流动力学响应,根据剪切应力及流速对动脉易损部位进行预测.基于CTA影像数据,利用逆向方法构建了椎动脉单侧狭窄模型,开展椎动脉壁面与血流双向流固耦合仿真,观察血流矢量速度与血管壁面剪切应力变化.通过与临床椎动脉狭窄术前术后流速对比,验证了椎–基底动脉有限元模...     

一种间接测量人体血压值的新方法

现有的脉搏血流参数检测仪需要事先测量人体血压,并且操作不方便,针对这一问题,提出了一种获取人体动脉血压值的新方法.该方法基于动脉血压与光电容积脉搏波特征参数的相关性理论,对特征参数与动脉收缩压和舒张压进行相关性分析,从而获得与收缩压及舒张压相关性较大的几个特征参数;然后利用线性回归的方法得到动脉血压和这几个特征参数的方程,依此求出人体的动脉血压值.该方法同传统测压方法相比,测量方便,可被应用到无创光电检测仪中,具有更广阔的应用前景.     

基于“T-tube”模型的中心动脉脉搏波双通道盲辨识

提出了由两路人体外周动脉脉搏波(peripheral artery pulse wave,PAP)来估计中心动脉脉搏波(central aortic pulse wave,CAP)的多通道盲辨识(multi-channel blind system identification,MBSI)方法,旨在实现心血管系统中心动脉脉搏波的实时无创连续监测.首先简单介绍了多通路盲辨识算法,并证明了心血管系统IIR模型特性可由FIR模型逼近,从而简化了MBSI算法.然后介绍了心血管"T-tube"模型,并结合两路外周动脉实测(肱动脉、股动脉)脉搏波来重建中心动脉脉搏波和辨识模型.结果表明,MBSI算法稳定性较好,估计出的CAP波形畸变率百分比小于6%、形态整体能量误差百分比小于3%.     

基于CT影像的颈动脉分叉血流动力学特性分析

利用实际病人的CT影像数据构建颈动脉分叉血管几何模型,利用ANSYS有限元软件计算血流速度和压力分布,对颈动脉血流动力学的特征进行分析,如颈动脉剪切应力在一个心动周期里不同时刻的变化情况,颈动脉窦部的血流速度场随时间变化情况,涡流形成的特点;然后分析颈总动脉、颈内动脉和颈外动脉的血流阻力变化情况.数值仿真结果表明,在心动周期的不同时刻,颈动脉窦部的剪切力几乎是最小的.在颈动脉窦部下方附近,涡流易于形成.在收缩期的开始阶段,动脉阻力有一个很大的高峰.这些特点会对研究颈动脉血管疾病有一定的启发.     

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.     

基于双弹性腔的左心循环系统的建模与仿真

揭示循环系统的生理病理机制,建立左心与动脉系统耦合的动力学电路模型.用状态变量分析法建立左心循环电路模型的数学模型,利用Matlab/Simulink工具对这一数学模型进行建模仿真,并用图形用户接口(GUI)界面进行参数输入.最终得到左心室容积、左心室压力、左心房压、主动脉压和主动脉血流的时间曲线,主要的特征数据和波形曲线与实际的生理情况相符.     

融合弹性腔与弹性管模型的上肢血管系统建模仿真

针对弹性管模型适用于模拟大中型动脉血管,不适用于模拟微小型动脉血管问题,对人体上肢血管系统建立一种弹性管与弹性腔融合模型,从而提高其模型的精度.首先分别在肱-桡动脉段建立弹性管模型,在桡-指动脉段建立弹性腔模型;然后在两模型的接触面处应用血管压力和血液流量的连续性原理,建立二者联系,导出融合模型;最后对比分析弹性管模型和弹性管与弹性腔融合模型的仿真性能.在PRD,H1,H2,t1和t 2评价指标下,弹性管与弹性腔融合模型(PRD:(4.0±2.0)%;t1:(2.5±1.7)%;t2:(3.1±1.9)%;H1:(1.9±2.1)%;H2:(1.3±1.3)%)的仿真波形和实测波形误差均低于弹性管模型(PRD:(16.5±8.3)%;t1:(3.4±2.4)%;t2:(4.5±3.7)%;H1:(22.1±14.9)%;H2:(19.7±15.3)%).结果表明,弹性管与弹性腔融合模型能够更精确地模拟人体上肢血管系统的生理状态.     

岩石类介质SHPB试验加载波形的数值分析

采用基于细观损伤力学基础而开发的动态岩石破裂过程分析系统RFPA2D对大直径SHPB装置中压杆的应力波弥散效应进行二维数值分析,讨论了矩形应力脉冲和三角形应力脉冲两种加载波形对弥散结果的影响.结果表明,基于细观损伤力学基础而开发的动态岩石破裂过程分析系统RFPA2D能够较真实地模拟SHPB试验中波形传播过程;在大直径SHPB实验技术中,由于压杆的横向泊松效应,波形在传播过程中的弥散现象明显;选择合适的加载波形可以有效降低SHPB装置中应力波的弥散效应,其中三角形波加载可以降低大直径SHPB动态测试中的应力波弥散,是岩石混凝土等非均匀材料SHPB动态测试的较理想加载波形.     

有创动脉压监测在危重病人中的波形变化研究

目的：观察有创动脉压监测（IBP）在危重病人中的波形变化和临床意义．方法：选择60例病人,急重症30例（观察组）和择期手术30例（对照组）．麻醉方法相同,均采用左桡动脉插管监测动脉压、观察波形变化特点并记录．结果：观察组血压波动大,波形有低平波11例,圆钝波6例,不规则波3例,高尖波10例．对照组血压波动小,波形呈陡直,波幅高22例,高耸规则波8例．结论：急重症病人或低血压病人桡动脉监测,不仅可以动态监测血压变化,同时也可从波形中预测心功能和血容量等的改变,对指导临床治疗具有重要意义．     

载体驱动硅微机械陀螺的电学模型研究

本文针对载体驱动硅微机械陀螺的动力学特性，建立了基于微机械陀螺机械振动特性和电学特性的等效电路模型，利用电学模拟工具Pspice对模型进行了验证。模拟分析与实验结果表明，采用机电模拟方法建立的微机械陀螺电学模型可替代动力学模型，用于接口电路的设计与仿真， 利用该模型设计的电路能满足载体驱动硅微机械陀螺性能指标的要求。     

基于EDA技术的继电控制回路设计

指出了机电设备常见电气继电控制在使用中的不足，阐述了在继电控制回路的开发设计中运用EDA技术的可行性，介绍了用VHDL语言设计单片控制系统的方法，给出了电机周期性正反转运行的VHDL设计程序和仿真波形图．仿真结果证明了这种设计方法的正确性．这种设计理念对传统电气继电控制的设计是一种挑战．     

考虑启动压力梯度的直井压裂渗流模型与实验

采用直井压裂技术开发低渗透稠油油藏在工程上表现出较理想的经济效益。基于渗流理论和水电模拟实验,建立了低渗透稠油油藏直井压裂后形成垂直裂缝的渗流模型。由于稠油在低渗地层中表现出非牛顿性,该公式进一步考虑了启动压力梯度、有效运动边界和有效边界压力,建立针对径向流向椭圆流转变的渐变流模型,通过半缝长与供油半径比值判断渐变流模型中的径向流、椭圆流的临界边界。设计一种存在击穿电压的溶液用于电模拟实验,适用于模拟稠油的启动压力梯度,并对启动压力梯度对产能的影响做了分析。     

二维弹性锥形血管模型的有限元分析及数值模拟

通过运用任意拉格朗日一欧拉方法（ALE方法）,能够对二维下的弹性条件下的锥形血管中的速度场和压力场进行分析．假设血管的锥度角为小锥度角,来获得血液在血管内流动的速度、压力分布,并与无锥度角的血管和刚性条件下的血管内的血液流动情况作比较．结论：血液在血管内的流动的速度分布和压力分布与血管的弹性性质无关,但和锥度角的大小有关系．锥度角越大,那么压力变化的幅值就越大,径向速度变化越显著,却又不会影响径向速度分布的最大值位置．     

裂缝性油气藏压裂水平井试井分析

利用Green函数源函数法,通过镜像映射和叠加原理得到裂缝性油气藏水平井多段压裂改造后地层中任意一点的压力解。首先推导顶底封闭四周无限大、盒状及定压条件下单条裂缝生产时地层中任意一点在拉氏空间的压力计算公式,并假设水平井井筒无限导流,进一步建立水平井多段压裂改造后井底压力求解方法。基于Stehfest数值反演得到考虑井筒存储和表皮系数影响的水平井井底压力解。对不同边界条件下井底压力及压力导数的双对数曲线进行分析,并分析压裂裂缝参数对井底压力响应的影响。结果表明:压裂水平井存在压裂裂缝线性流、压裂裂缝径向流、地层线性流、系统径向流及边界影响五种流动阶段;同时由于油藏为双重介质油藏,所以还存在基质系统向裂缝系统的窜流;裂缝条数越多,生产相同的时间时井底无因次压降越小,但当压力波传到边界后裂缝条数不再对流动造成明显影响;裂缝半长会影响压裂裂缝径向流出现的时间及地层线性流之前的压降,且压裂裂缝越长,压裂裂缝径向流出现的时间越晚,生产相同的时间所需要的无因次压降越小;裂缝间距会影响裂缝径向流结束的时间,且缝距越小,裂缝径向流持续的时间越短。现场应用结果证明了模型的正确性。     

无须考虑电源接法和性质的三相电压型整流器平均模型

为克服三相电压型整流器现有平均模型的局限性,提出并推导一种无须考虑电源接法和性质的统一形式的平均模型.在建立开关模型过程中,处理纯电感割集时对独立状态变量个数以及独立方程数进行了严格界定;推导平均模型时,引入了冗余变量和冗余方程,使得所得模型更加直观易用.模型直接采用电感电流作状态变量,除基尔霍夫电流定律(KCL)和基尔霍夫电压定律(KVL)外,没有依赖任何额外假设.与现有模型相比,该模型去除了对输入三相交流电压波形性质的要求,因此完全适用于非正弦、非平衡、非对称的场合.仿真结果证明了模型的有效性.进一步的讨论说明,在三相正弦输入时,该模型与现有模型兼容.