基于血液剪切损伤机理的高速螺旋血泵仿真分析

 高速螺旋血泵内部流场形态产生的高剪切力是导致血液溶血的重要因素,因此,对高速螺旋血泵中血液的流体动力分析有助于血泵性能的优化及减少血液细胞的损伤。采用水力旋流场理论对高速螺旋流场内血液剪切损伤机理进行了研究,得出了红细胞剪切破碎的判定依据,并结合所设计的植入式螺旋血泵,应用多相悬浮体CFD仿真技术,对血泵中的剪切应力场进行了仿真分析。研究结果表明：所设计的高速螺旋血泵中,剪切应力的分布能够满足血液生理要求。     

低温高速屏蔽泵汽蚀性能的流热耦合分析

针对低温高速屏蔽泵输送易汽化介质时,在流道内容易因温度升高引起介质汽化的问题,考虑温度变化对低温介质热性能参数的影响,采用流热耦合方法对一台液化天然气泵在不同工况下进行了全流场数值模拟.分析了诱导轮的压力分布和汽蚀性能,得到了温度升高最大区域屏蔽套间隙内介质的温度、压力分布以及介质与电机之间的对流换热信息.分析结果表明：高压冷却润滑回路能满足低温高速屏蔽泵输送液化天然气等易汽化介质的要求,整个流道内不会发生汽化现象.     

基于包含原理动态结构系统的仿真分析

群体系统动态结构问题是复杂系统研究的问题之一.根据系统的包含原理和对对分解方法,研究重叠互联系统当子系统个数增加时系统模型结构的扩充问题.通过结构变化得到子系统对在循环逆序排列的位置信息,提出基于任意数量子系统加入时的分散控制器,使新增子系统与原系统相关子系统之间建立关联,并以多智能体系统为例,采用一致性控制算法,通过仿真证明了多智能体系统动态结构的变化和趋于稳定的过程.     

基于CFD螺旋离心式血泵与离心式血泵内部流场的数值分析

利用CFD软件对采用一元理论的方法所设计的螺旋离心式血泵和离心式血泵两种离心式心脏泵进行数值模拟,对比和分析两种离心式血泵内部流动特性,研究血液流经叶轮的速度、压力、切应力等参数的分布,得到相应的云图,分析两种血泵模型对血液的影响.研究结果显示:螺旋离心式血泵可以有效地避免血液在流动过程中产生的涡流、湍流和较高的剪切力.血液在螺旋离心式血泵内部的速度场、压力场及切应力分布都比离心式血泵均匀、合理.     

液气式高速棒料剪切机的工作原理及运动分析

利用消振液压模锻锤原理,提出了液气式高速棒料剪切机的设计思想.论述了液气式高速棒料剪切机的工作原理和结构特点,建立了工作过程中各阶段的运动方程,并运用Matlab进行求解,验证了该设计方案的可行性.     

基于AMESim的摆线泵仿真及配流面优化

为提高某款内啮合摆线齿轮式机油泵的容积效率,降低其流量脉动率,对其理论配流面构形进行了理论计算,并针对实际配流面构形进行了定量优化。通过建立基于AMESim的机油泵仿真模型,进行优化后配流面构形对机油泵容积效率及流量脉动的影响研究。结果表明：将平行式配流面改为夹角式配流面,且配流面内边界半径减小4 mm后,给定单一齿腔与进排流域的重叠面积有所提高,1 000、2 000 r/min的转速下容积效率分别提升2.4%、4.2%,流量脉动率分别降低11.4%、23%;进油迟闭角Δβ=5°的增设使1 000、2 000 r/min转速下的容积效率分别提升0.4%、0.5%,流量脉动率分别降低2.1%、5%。     

基于数值模拟的混流式血泵结构改进

轴流式血泵转速过高、离心式血泵易产生流动死区是造成血液损伤的重要原因,而混流式血泵能有效缓解转速过高及流动死区问题。基于此,采用计算流体力学方法对闭式叶轮混流式血泵进行了三维流场仿真,分别探究了不同叶片数和叶片厚度的混流式血泵的性能,分析了血泵流场特性及压力分布情况;基于溶血幂函数模型,通过拉格朗日粒子追踪法进行血泵的溶血性能预测,得到水力性能与溶血性能良好的血泵结构参数。结果表明,当叶片数为5、叶片厚度为0.8 mm时,扬程更接近预期设计目标,能够满足血泵供压需求;溶血指数比原模型降低14.65%,有效降低溶血程度;内部流场均匀稳定,未出现回流、流动死区问题,有效防止血栓产生;叶片进口处低压区域减少,有效缓解空化现象产生。研究结果可为闭式叶轮混流式血泵的结构改进及性能改善提供依据。     

基于LSTM的轴流血泵仿生搏动研究

微型轴流血泵是目前临床最常使用的心室辅助装置之一,针对其恒流辅助不符合自然心脏运作的特点,进行了轴流血泵仿生装置的搭建.针对其检测、控制延迟的缺点,利用了长短期记忆神经网络LSTM预测搏动周期来提高装置的同步搏动准确性.最终得到的训练集预测与实际结果的均方根误差为8.29,而通过测试集得到的预测与实际结果的均方根误差为5.33.最后,进行了结论和误差分析,研究结果证明了轴流泵在同步仿生搏动性上的可行性.     

电喷系统高速电磁阀的仿真及响应分析

对某小型重油发动机电喷系统内部的高速电磁阀,进行了建模仿真与响应分析。先建立该高速电磁阀的数学模型,再用Matlab/Simulink对其仿真。通过对不同输入参数的仿真对比,分析影响电磁阀响应的主要因素,从而确定模型的各项参数,得到该电磁阀的稳定及快速响应。该仿真模型考虑了铁磁材料的磁阻及磁阻变化对电磁力的影响,对电磁阀的开发和研制具有一定的参考价值。     

基于Pushover原理的钢框架静力弹塑性分析

Pushover分析是实现结构性态设计目标的方法之一,文章阐述了SAP2000中Pushover分析的基本原理,并根据我国最新的抗震规范,介绍了Pushover分析的计算步骤。在此基础上,利用1个钢框架结构实例进行说明,得出了包括底部剪力-顶部位移关系曲线、层间位移角和结构破坏塑性铰分布的分析结果,表明Pushover分析是当前对钢框架结构在罕遇地震下进行弹性塑性分析的有效方法。     

基于火用分析的太阳能热泵系统优化研究

该文以热力学第一、第二定律为指导,建立了非直膨式太阳能热泵系统各部件的火用模型。根据系统投入火用的特点,首次提出代价火用效率(即收益火用与代价火用之比)作为太阳能热泵系统的优化指标。将其应用于北京某别墅太阳能热泵系统优化设计分析中,获得此建筑太阳能热泵系统太阳能集热器面积与储水箱容积的最佳配比,计算结果表明优化后代价火用效率提高了15%。研究结果为该系统在设计和运行方面提供了一定理论依据。