人体上呼吸道内气流流动的数值模拟

建立了一个从人体口腔到前3级支气管的三维几何模型和流场计算模型,在此基础上分别对稳态呼吸时上呼吸道内的流场分布特性及非稳态呼吸时不同时刻呼吸道内的流场分布特性进行了数值模拟,获得了人体上呼吸道喉部、咽部、喉部声门及支气管等处的稳态呼吸和非稳态呼吸时气流流动规律.研究成果可以为可吸入颗粒物在人体上呼吸道内运动及沉积规律的进一步研究提供参考.     

风筛式清选装置气流场的数值模拟与分析

为了研究风筛式清选室内气流场的分布情况,基于Reynolds时均化的连续方程、Navier-Stokes方程和标准的k-ε湍流模型构成封闭方程组,运用CFD软件Fluent,对不同的风机出风口角度、风机出风口风速和筛面中部与顶部距离3个参数进行了气流场数值模拟,分析了这3个参数对清选室气流场的影响,并进行试验验证.结果表明:风机出风口角度和筛面中部与顶部距离对清选室气流场的影响较大,风机出风口风速只影响到流速而对流场的分布规律影响不大,模拟结果与试验测量结果总体趋势基本吻合,这表明了利用Fluent进行数值模拟的正确性.     

电除尘器烟道内气流分布的数值模拟

运用计算流体动力学(CFD)对电除尘器烟道内的气流分布进行数值模拟计算.在中试模型试验的基础上,分别采用Gambit、ICEM CFD软件进行网格划分以及CFX、Fluent求解器进行数值求解.模拟结果表明:无论有无导向板,数值模拟计算结果都与工厂试验结果吻合较好,其计算结果可用于指导试验模型以及电厂实际装置中导向板的调整,从而达到烟道内气流分布均匀的效果.     

气吸式扇贝脏器分离装置流场计算机模拟

研究了一种气吸式扇贝脏器分离装置.建立了不同尺寸的变截面进风口的模型,以压力实验值作为数值模拟的边界条件,以气吸式扇贝脏器分离装置的气室为研究对象,运用Flow EFD软件对分离装置的变截面进风口在抬升吸附、脏器抽取和贝壳置回3个阶段的进风口流场特性进行数值模拟.并对上述3个过程分别进行了试验.结果表明:数值模拟结果与实际情况吻合良好,气室下部气流分布均匀,气室内吸孔之间的气流没有明显干涉,半壳贝吸附抬升、内脏分离和置回过程均能顺利完成.     

液-液旋流分离管湍流流场的数值模拟

采用雷诺应力模型(RSM)对一种旋流管内部的单相流动进行了湍流数值模拟。通过数值计算得到了旋流管内部流动的速度矢量分布情况,计算结果与经典文献资料吻合,证明了模型的正确,为进一步数值模拟打下了基础。     

循环流化床上升段流体动力特性数值模拟

针对循环流化床上升管内气固两相流动,建立了Eulerian双流体模型,将离散的固体颗粒相看作是连续介质,建立颗粒相和气相的质量守恒、动量守恒及k-ε输运方程等模型,用Fluent软件作计算工具,对流化床上升段内的颗粒速度分布、颗粒浓度分布和床内压力分布等进行了二维数值模拟.计算结果表明:上升段存在固体颗粒浓度中心区域低、近壁面高的环核结构,固体颗粒在横截面上存在由核心区向环形区的内循环运动,在相同气流速度下,沿床高压降随循环物料的增加而变大.数值模拟的结果与 Prssinen的实验结果吻合良好,表明所建模型正确,数值计算结果可以有效地应用于预测实际装置性能和指导循环流化床的设计和运行.     

填料塔轴径向气体分布器气体流场的数值模拟

采有K-ε双方程模型,用有限元方法对轴径向气体分布器的气体流场进行了数值模拟,其结果与实验结果良好,表明数值模拟可以有效预测较实验更为详细的气流运动特点。     

正常人咽腔气体流场数值模拟

为研究人体咽腔内的气体流动状况,基于10名志愿者的螺旋CT医学图像,应用表面重建的方法对人咽腔进行三维重建,并采用有限单元法和有限体积法两种数值方法对志愿者吸气过程中咽腔中的气流场进行了数值模拟及分析. 所建模型较真实地反映了咽腔实际解剖结构形态,有限单元法和有限体积法两种数值模拟方法计算结果相近,从数值模拟结果可以得到人体呼吸过程中气体流场在咽腔内压力与速度的分布规律. 本研究对吸气时人咽腔中气体流动特性、临床上咽腔解剖结构相关疾病的诊断及发病机理等问题深入探讨具有参考价值.     

肺叶支气管堵塞时非球形微米粒子在人体上呼吸道中的沉降

在真实的人体上呼吸道模型中模拟了正常情况和肺叶支气管堵塞时的流场和粒子沉降.利用粒子形状因子研究了平静呼吸和肺叶支气管堵塞情况下上呼吸道流场分布以及球形微米粒子和非球形微粒子的沉降.肺叶支气管的堵塞情况分为左肺叶支气管堵塞、右肺叶支气管堵塞、左上、左下、右上、右中、右下肺叶支气管堵塞7种情况.非球形粒子的形状因子越小,沉降率越高;肺叶支气管堵塞时会影响流场分布,增加粒子人体上呼吸道内整体沉降率,且明显影响粒子的沉降部位;一侧肺叶支气管堵塞基本不会改变主气管及以上部位的粒子的沉降却能明显增加其它支气管的粒子的沉降;进一步表明微米粒子在人体上呼吸道内的沉降机制主要以拖拽作用下的惯性撞击为主.     

大型客机座舱合理排数的数值模拟

由于计算资源的限制,设计座舱的气流组织采用全舱数值模拟的方法不够科学,确定合理的座舱环境模拟排数是获得气流组织真实信息的基础.为此,用经过验证的计算流体力学（CFD）方法对单通道座舱合理排数进行了数值模拟研究,包括空舱及满员两种情况;研究的座舱排数分别为1排、3排、5排、7排及9排,模拟工况为热天巡航,数值模型采用RNG k-ε模型.研究发现,对于空舱情况,由于复杂几何及边界条件对舱内气流的影响,至少需要5排座舱才能得到较合理的计算结果,7排及7排以上的座舱排数能得到准确的计算结果;满员情况下,由于人体热羽流对舱内气流流动起主导作用,故3排及以上的座舱排数能得到准确的计算结果.基于已确定的合理座舱排数,对半满员及满员两种情况下舱内的气流组织进行了对比分析.与满员情况下舱内气流组织呈对称分布不同,半满员情况下,每一排的气流都偏向人员多的一侧.     

影响OSAHS患者持续正压通气治疗接受性的因素调查分析

目的：探讨影响阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征（Obstructive Sleep Apnea Hypopnea Syndrom,OSAHS）患者持续正压通气治疗接受性的非技术性因素,并寻求解决方法。方法：选取2010年3月一2012年3月确诊的153例OSAHS患者,调查其对OSAHS的认知度、治疗意向性情况,并填写信赖他人量表测量受试者对医生的信任程度,对调查结果进行统计学分析。结果：患者对OSAHS认知度还很低,认为OSAHS是病的占53．6％,而认为需要治疗的只占47．8％。同意使用CPAP治疗的只占47．8％,AHI〉15和年龄35～55岁的患者的同意使用率要高（分别占60．00％和56．45％）,不同意使用的患者拒绝的原因主要与呼吸机的价格和认为使用不安全、不方便、不舒适或宁愿手术等因素有关,尤其是购买呼吸机的价格。信赖他人量表结果显示高分比例较高,添加题90％选择负性答案。结论：OSAHS患者对疾病的认知程度低,选择CPAP治疗接受性差,而呼吸机价格高和对医生信任度低也是影响OSAHS治疗接受性的一个重要原因。     

全麻下悬雍垂腭咽成形术治疗阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征68例

目的：探讨全麻下悬雍垂腭咽成形术（uvulopalatopharyngoplasty,UPPP）治疗阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征（obtructive sleep apneahypopnea syndrome,OSAHS）的临床疗效.方法：选取自2004-06～2009-01采用全麻下悬雍垂腭咽成形术（UPPP）治疗中重度阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征（OSAHS）患者68例.结果：68例患者术后打鼾症状明显减轻或消失,睡眠呼吸暂停次数明显减少,并于术后6个月进行多导睡眠（PSG）监测,其中显效38例,有效26例,无效4例,总有效率94%.结论：目前治疗OSAHS方法有很多,但手术治疗仍是一种较为肯定的治疗方法.     

高血压伴OSAHS患者血AT1受体自身抗体水平与呼吸暂停低通气指数的关系

目的探讨高血压伴阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征(OSAHS)患者抗血管紧张素1受体(AT1)自身抗体水平与呼吸暂停低通气指数(AHI)的关系.方法选取200例高血压伴OSAHS患者为研究对象,纳入研究组,以同期确诊的单纯OSAHS患者100例为对照组,对比两组收缩压(SBP)、舒张压(DBP)、AHI等基线资料,比较轻、中、重度OSAHS患者SBP,DBP水平,分析高血压伴OSAHS患者SBP,DBP与AHI的相关性,同时对比两组血浆AT1自身抗体、内皮素(ET-1)、内源性一氧化氮(NO)水平,分析AT1自身抗体与SBP,DBP,AHI,ET-1,NO的相关性.结果研究组体质量指数、颈围、腰围、SBP、DBP、AHI均较单纯SAHS组高(P0.05);随病病情程度加重,研究组SBP,DBP均显著增加,且研究组SBP,DBP显著高于对照组(P0.05);高血压伴OSAHS患者SBP,DBP与AHI呈正相关(P0.05);研究组AT1自身抗体、ET-1较对照组高,研究组NO水平与对照组比较明显低(P0.05);相关分析显示:AT1自身抗体水平与SBP,DBP,AHI,ET-1呈正相关,而与NO水平呈负相关(P0.05).结论高血压伴OSAHS患者血AT1受体的肾素-血管紧张素系统可能参与了OSAHS合并高血压的病变过程.     

集流环结构对淬火炉内两相流流场的影响

为了分析集流环结构对淬火炉内两相流流场的影响,以常压高速氮气和雾化水混合物喷射淬火炉内的复杂流场为研究对象,采用Mixture两相流数值模型,利用CFD数值模拟软件FLUENT对其进行了数值模拟分析。分析了不同集流环角度和尺寸时对淬火炉内的流场的影响。研究结果表明,淬火炉内的流场非常复杂,内腔、外腔及集流环附近存在回流。集流环的角度对出口流速影响较小,而集流环内部直径影响较大。数值模拟结果表明,所设计的淬火炉对淬火介质的流动具有加速作用,可以实现对试件的快速冷却。     

阻塞性睡眠呼吸暂停综合征的生物力学研究

利用CT扫描数据,建立一个由硬腭水平位置至气管约第2,3软骨下端的人体上气道三维有限元模型,采用睡眠呼吸暂停综合征(OSAS)事件发作期间上气道内典型压力曲线和最大压力曲线, 分别对模型上气道表面施加动态载荷, 分析解剖结构和生理过程之间的关系。计算结果表明在OSAS事件发作期, 最易发生塌陷的部位是软腭后区, 其次是舌后区和会厌后区;正常的上气道解剖结构在异常的压力作用下仍然可能发生狭窄和塌陷; OSAS事件发作期的呼吸过程中, 软腭后区、舌后区、会厌后区等各个平面的前后径变化均大于左右径的变化;解剖结构异常不是OSAS发病的必要条件。     

近10年阻塞性睡眠呼吸暂停综合征研究热点的文献计量分析

目的：对近年来国际上阻塞性睡眠呼吸暂停综合征（OSAHS）的研究热点进行分析。方法：对2004年1月—2013年12月美国国立医学图书馆Pubmed数据库收录的相关文献采用书目信息共现挖掘系统（BICOMS）进行文献计量分析,利用PASW19.0统计软件对高频主题词进行共词聚类分析并描绘聚类关系图。结果：共检出OSAHS相关文献8 710篇,相关高频主题词共35个,共词聚类分析发现高频主题词聚类为6个类别。结论：近年国际对OSAHS的关注和发文量逐年增加,OSAHS的研究热点主要集中在手术治疗、病因学、多导睡眠图诊断技术、流行病学研究、并发症治疗、影像学检查等6个领域。     

具有推力矢量控制系统的导弹流体动力

采用数值模拟方法研究了带有摆动喷管的导弹水下发射时燃气流场与水流场的相互干扰,及其对导弹所受水动力和气动力的影响,计算彩燃气泡物理模型,通过水流场的气流场的耦合计算模拟整个流场的形态,对水流场采用势流理论,通过三维Hess-Smith方法进行求解,对燃气流场,以Euler方程为基本方程,采用无波动、无自由参数的耗散分格式（NND差分格式）进行求解,在燃气泡壁面,水流场和燃气流场通过速度条件和压力条件相互耦合,给出了不同时刻水流场和气流场的物理量分布,喷管摆动角与导弹力矩的关系,并对燃气泡的演变过程作了分析。     

微重力下两相流动沸腾换热研究──关于地面模拟实验的可行性分析Ⅰ~*

通过对微重力和重力场下流场特点的比较，基于动量力，从地面上模拟微重力下的两相流动和受迫核态沸腾换热两方面出发，提出了地面上模拟微重力下两相流动沸腾换热的可行性条件：竖直试验段两相流速必须超过某一极限，试验段出口的气相含量也必须满足一定的要求．这些为该试验的开展奠定了初步的理论基础．     

多进出水口湖泊流场的水电比拟试验

对于多进出水口湖泊流场，难以采用实地测量或常规物理模型试验方法得到其全貌。较适合模拟低流速大流场的水电比拟试验也存在准确处理多进出水口的难题．通过试验探索出了一套简单易行的多进出水口湖泊流场水电比拟试验方法．采用该方法对西湖流场进行试验研究，并对西湖湖水流动情况进行分析，提出了改善湖水流动状态的引水降污方案．应用情况表明，该方法合理可行。可供类似工程使用，     

柴油机气道Pro/E建模及CFD数值模拟分析的研究

利用CFD数值模拟技术探求柴油机螺旋气道几何形状对气体流动状况的影响规律,对所设计的气道进行预测.通过Pro/E构建气道流体实体模型,利用通用的几何标准将模型导入到有限元分析软件ANSYS中进行分析,得到气道内、气道出口的速度分布、紊流动能分布等结果,采用动量矩流率对涡流水平进行评定,并对气道进行改进.