长节段椎板-棘突复合体回植进行椎管重建在长节段椎管内肿瘤手术中的应用

目的 探讨长节段(≥4个节段)椎板-棘突复合体回植进行椎管重建在长节段椎管内肿瘤手术中的应用效果。方法回顾性分析2014年1月至2020年12月显微手术治疗的6例长节段椎管内肿瘤的临床资料。术中采取长节段椎板-棘突复合体回植复位+钛板钛钉固定的方法进行椎管重建。结果 肿瘤位于颈胸段3例,胸腰段1例,腰段1例,腰骶段1例。肿瘤全切除5例,大部分切除1例。术后病理检查显示室管膜瘤3例,神经鞘瘤1例,脂肪瘤1例,畸胎瘤1例。术后随访2~7年,未见肿瘤复发,未见椎管狭窄,未见脊柱不稳及滑脱,部分椎板已骨性愈合。结论 对长节段椎管内肿瘤,采用长节段椎板-棘突复合体回植方法进行椎管重建,手术疗效肯定,术后并发症少,脊柱稳定性影响小。

颅内实质性血管母细胞瘤的显微手术治疗

目的探讨颅内实性血管母细胞瘤的显微手术治疗方法及疗效。方法回顾性分析2017年4月至2022年4月手术治疗的16例颅内实性血管母细胞瘤的临床资料。结果3例予以术前栓塞。12例单发肿瘤均全切除;4例多发肿瘤未全切除。1例术后脑积水行脑室-腹腔分流术后好转,1例死亡,1例术后伤口积液再次行清创手术治疗。术后3个月,未见肿瘤复发,症状明显改善。结论颅内实性血管母细胞瘤的准确诊断及严密的术前准备对手术切除的成功有重要意义,术前栓塞可明显减少手术并发症及手术风险。

非结构网格二阶有限体积法中黏性通量离散格式精度分析与改进

非结构网格二阶有限体积离散方法广泛应用于计算流体力学工程实践中,研究非结构网格二阶精度有限体积离散方法的计算精度具有现实意义.计算精度主要受到网格和计算方法的影响,本文从单元梯度重构方法、黏性通量中的界面梯度计算方法两个方面考察黏性流动模拟精度的影响因素.首先从理论上分析了黏性通量离散中的"奇偶失联"问题,并通过基于标量扩散方程的制造解方法验证了"奇偶失联"导致的精度下降现象,进一步通过引入差分修正项消除了"奇偶失联"并提高了扩散方程计算精度;其次,在不同类型、不同质量的网格上进行基于扩散方程的制造解精度测试,考察单元梯度重构方法、界面梯度计算方法对扩散方程计算精度的影响,结果显示,单元梯度重构精度和界面梯度计算方法均对扩散方程计算精度起重要作用;最后对三个黏性流动算例(二维层流平板、二维湍流平板和二维翼型近尾迹流动)进行网格收敛性研究,初步验证了本文的结论,得到了计算精度和网格收敛性均较好的黏性通量计算格式.

基于制造解的非结构二阶有限体积离散格式的精度测试与验证

随着计算机技术的飞速进步,计算流体力学得到迅猛发展,数值计算虽能够快速得到离散结果,但是数值结果的正确性与精度则需要通过严谨的方法来进行验证和确认.制造解方法和网格收敛性研究作为验证与确认的重要手段已经广泛应用于计算流体力学代码验证、精度分析、边界条件验证等方面.本文在实现标量制造解和分量制造解方法的基础上,通过将制造解方法精度测试结果与经典精确解(二维无黏等熵涡)精度测试结果进行对比,进一步证实了制造解精度测试方法的有效性,并将两种制造解方法应用于非结构网格二阶精度有限体积离散格式的精度测试与验证,对各种常用的梯度重构方法、对流通量格式、扩散通量格式进行了网格收敛性精度测试.结果显示,基于Green-Gauss公式的梯度重构方法在不规则网格上会出现精度降阶的情况,导致流动模拟精度严重下降,而基于最小二乘(least squares)的梯度重构方法对网格是否规则并不敏感.对流通量格式的精度测试显示,所测试的各种对流通量格式均能达到二阶精度,且各方法精度几乎相同;而扩散通量离散中界面梯度求解方法的选择对流动模拟精度有显著影响.

基于HyperFLOW平台的客机标模CHN-T1气动性能预测及可信度研究

近年来,针对实际飞行器外形的CFD气动性能预测及可信度研究逐步得到重视,国内也召开了第一届航空CFD可信度研讨会(AeCW-1)。本文首先基于自主研发的CFD软件平台HyperFLOW对NACA0012翼型低速绕流进行了网格收敛性研究,验证了软件对简单湍流问题的模拟能力且具备良好的网格收敛性。其次,针对AeCW-1提供的客机标模CHN-T1,选用其中的两个算例:(1)定升力系数的网格收敛性研究;(2)考虑模型支撑和模型静气动弹性变形的抖振特性研究,研究了计算结果的网格收敛性及模型支撑、静气动弹性变形和湍流模型等对气动特性预测精度的影响。结果表明:观测精度阶和网格收敛性指数显示数值结果具有良好的网格收敛性和可信度;是否考虑模型支撑对力矩的预测精度影响较大,引入尾撑和弹性变形后,数值结果与实验结果吻合较好;对于CHN-T1标模,采用QCR关系式对原始SA模型进行修正对标模力矩特性有一定影响。

HyperFLOW软件非结构网格亚跨声速湍流模拟的验证与确认

计算流体力学(computational fluid dynamics, CFD)数值模拟在航空航天等领域发挥越来越重要的作用,然而CFD数值模拟结果的可信度仍然需要通过不断地验证与确认来提高.本文给出了从制造解精度测试、简单到复杂外形湍流模拟网格收敛性研究等三个方面开展CFD软件验证与确认的方法,并对自主研发的CFD软件平台HyperFLOW在非结构网格上模拟亚跨声速湍流问题的能力进行了验证与确认.首先通过基于Euler方程和标量扩散方程的制造解精度测试,分别验证了HyperFLOW在非结构网格上对Euler方程和黏性项的求解精度,结果表明其能够在任意非结构网格上达到设计的二阶精度.其次,通过NASA Turbulence Modeling Resource中的湍流平板、二维翼型近尾迹流动、二维Bump等几个典型的亚声速湍流算例的网格收敛性研究,量化考察了数值结果的观测精度阶和网格收敛性指数,并与国外知名CFD解算器CFL3D,FUN3D的计算结果进行了对比,验证了HyperFLOW对简单湍流问题的模拟能力,且具有良好的网格收敛性和计算精度(阶).最后,通过NASA Common Research Model标模定升力系数的网格收敛性研究和升阻极曲线预测,验证了软件在复杂外形亚跨声速湍流流动数值模拟中也具有良好的可信度.

非结构网格质量对梯度重构及无粘流动模拟精度的影响

综合利用理论分析和数值测试手段,研究了非结构格心型有限体积离散中梯度重构算法的计算精度,分别给出了非结构算法中常用的基于Green-Gauss公式(GG方法)和基于Least squares方法(LSQ方法)的梯度重构方法达到至少一阶精度的条件。其中,GG方法在面积分低阶项不能互相抵消的情况下,要求面心插值精度达到至少二阶;而LSQ方法对于任意网格均能实现梯度重构一阶精度。在各向同性网格上的梯度重构精度数值测试验证了数学推导结论;进一步通过制造解方法量化无粘流动数值离散误差,结合网格收敛性测试研究了网格质量(网格点随机扰动、网格弯曲度和网格倾斜度等因素)以及网格类型(三角形和四边形)对无粘流动模拟精度的影响,验证了理论分析结论。

基于机器学习的非结构网格阵面推进生成技术初探

网格生成和自适应是制约计算流体力学未来发展的瓶颈问题之一,网格生成自动化和智能化仍是一个需要持续研究的领域.随着高性能计算算力的提升和大数据时代的到来,以机器学习为代表的人工智能方法已经成功应用于包括流体力学在内的多个领域,革命性地推动了这些领域的发展.本文首先简要综述机器学习方法在非结构网格生成领域的研究进展,分析基于机器学习进行非结构网格生成的关键问题;其次,设计非结构网格样本数据格式并实现了样本数据集的自动提取,通过结合人工神经网络和阵面推进法,初步发展了一种基于人工神经网络的二维非结构网格阵面推进生成方法;最后,采用新发展的方法生成了几个典型二维各向同性非结构三角形网格(二维圆柱、二维NACA0012翼型和30p30n三段翼型),进一步采用合并法生成了相应的三角形/四边形混合网格,并测试了网格质量和生成耗时,结果显示本文方法生成的网格质量可以达到商业软件的水平,且生成效率较传统阵面推进法提高30%.

上凸下凹前后对称翼型低速气动特性研究

旋转机翼无人机由于兼具垂直起降和高速巡航性能而备受青睐,旋转机翼翼型不同于固定翼,对旋转机翼翼型的设计和气动特性的研究具有实际意义。针对旋转机翼翼型展开有弯度的前后对称翼型设计,通过亚音速多工况数值计算筛选出升阻特性最优的翼型——弯度10%、厚度12%的上凸下凹前后对称翼型GOE-10-12。为了验证数值计算的准确性,进行了3种低速工况(20 m/s、30m/s、40 m/s)的风洞试验,结果表明数值计算和试验获得的升力系数和阻力系数吻合较好,新设计的翼型具有良好的升阻力特性,适合应用于旋转机翼。

顶枕部矢状窦旁、镰旁脑膜瘤的显微外科治疗

目的 探讨顶枕部矢状窦旁、镰旁脑膜瘤的显微外科技巧及疗效。方法 回顾性分析该院2008年1月-2013年5月36例顶枕部矢状窦旁、镰旁脑膜瘤手术患者临床资料。结果 按照Simpson切除分级标准,其中Ⅰ级切除30例,Ⅱ级切除5例,Ⅲ级切除1例,无手术死亡病例。随访6个月～5年,无复发病例。结论 运用娴熟的显微外科技术,充分暴露,有效控制出血,保护脑皮质及皮质引流静脉,妥善处理上矢状窦及大脑镰,可明显提高顶枕部矢状窦旁、镰旁脑膜瘤的全切率,减少并发症。

基于网格缩小的非结构网格梯度重构及制造解精度测试与验证

网格收敛性研究是验证与确认中的重要手段,本文针对一般非结构网格难以自相似加密的问题,实现了基于网格缩小的精度测试方法。在典型的各向同性和各向异性拉伸网格上,利用网格缩小精度测试方法分别考察了梯度重构精度以及制造解流动模拟精度,将网格缩小精度测试结果与传统的网格加密精度测试结果以及理论分析结果进行对比,验证了网格缩小精度测试方法与网格加密精度测试方法及理论分析的一致性。最后将网格缩小精度测试方法应用到各向异性拉伸网格粘性制造解精度测试中,得到了预期中的结果,并初步考察了梯度重构方法、网格类型对数值模拟精度的影响,显示出网格缩小精度测试方法在一般非结构网格精度测试上的优势,具有一定应用前景。

基于人工神经网络的非结构网格尺度控制方法

网格自动化生成和自适应是制约计算流体力学发展的瓶颈问题之一,网格生成质量、效率、灵活性、自动化程度和鲁棒性是非结构网格生成的关键问题.在非结构网格生成中,网格空间尺度分布控制至关重要,直接影响网格生成质量、效率和求解精度.采用传统的背景网格法进行空间尺度分布控制需要在背景网格上求解微分方程得到背景网格上的尺度分布,再将网格尺度从背景网格插值到真实空间点,过程十分繁琐且耗时.本文从效率和自动化角度提出两种网格尺度控制方法,首先发展了基于径向基函数(RBF)插值的网格尺度控制方法,通过贪婪算法实现边界参考点序列的精简,提高了RBF插值的效率.同时,还采用人工神经网络进行网格尺度控制,初步引入相对壁面距离和相对网格尺度作为神经网络输入输出参数,建立人工神经网络训练模型,采用商业软件生成二维圆柱和二维翼型非结构三角形网格作为训练样本,通过训练和学习建立起相对壁面距离和相对网格尺度的神经网络关系.进一步实现了二维圆柱、不同的二维翼型的尺度预测,RBF方法和神经网络方法的效率与传统背景网格法相比提高了5~10倍,有助于提高网格生成的效率.最后,将方法推广应用于各向异性混合网格尺度预测,得到的网格质量满足要求.

中枢神经系统血管母细胞瘤的诊断及显微外科治疗

目的探讨中枢神经系统血管母细胞瘤的临床特点、手术技巧和疗效。方法回顾性分析我院2009年06月至2014年06月17例中枢神经系统血管母细胞瘤显微手术患者的临床数据、影像学特征、手术效果和随访资料。结果主要症状包括头痛、共济失调和肢体功能障碍。17例行MRI检查,6例行CT检查,3例行DSA检查,1例行MRA检查,大囊小结节型10例,均为单发,实质性7例,6例多发。13例显微镜下一期全切,1例显微镜下二期全切,3例显微镜下切除大的病变,小的病变随访。无手术死亡病例。随访3月-5年,神经功能改善15例,无明显变化2例,肿瘤全切者无肿瘤复发,3例未切除的小的病变随访未增大。结论 MRI对中枢神经系统血管母细胞瘤具有重要的诊断价值,显微外科治疗中枢神经系统血管母细胞瘤安全有效,术后并发症少。

蝶骨嵴内侧型脑膜瘤的显微外科治疗

目的探讨蝶骨嵴内侧型脑膜瘤的显微外科技巧和疗效。方法回顾性分析我院2013年6月至2017年6月26例蝶骨嵴内侧型脑膜瘤手术患者临床资料。结果所有病例均经翼点或者扩大翼点入路。采用显微外科技术切除肿瘤,后期病例在电生理监测下切除。SimpsonⅠ级切除5例,SimpsonⅡ级切除21例,无手术死亡病例。随访6月～4年,预后优良,未见复发。结论采用精细的显微外科技术,充分保护周围神经、血管,可提高肿瘤的全切率,增强手术疗效,减少肿瘤复发。

半椎板入路显微手术切除髓外硬膜下肿瘤的疗效分析

目的探讨半椎板入路显微手术切除髓外硬膜下肿瘤的手术策略及临床疗效。方法回顾性分析我院2014年1月至2018年12月收治的经半椎板入路显微手术治疗的45例髓外硬膜下肿瘤患者的临床资料。结果所有患者均采用半椎板入路显微外科技术,患者的神经功能障碍均得到改善,无严重并发症出现。随访6月~5年,均恢复良好,无复发病例。结论半椎板入路显微手术切除髓外硬膜下肿瘤疗效满意,具有手术创伤小,脊柱稳定性好,并发症少等特点。

机化型慢性硬膜下血肿的手术治疗

目的探讨机化型慢性硬膜下血肿(OCSDH)的临床特点及手术治疗方法。方法回顾性分析我院2014年1月至2018年6月4例OCSDH手术患者临床资料。结果OCSDH的临床表现为颅高压及局灶神经功能损害症状,4例患者中2例先行钻孔引流,效果差,再行骨瓣开颅血肿清除术,另外2例患者直接行骨瓣开颅血肿清除术,其中3例患者完整切除,1例患者残留部分脏层包膜,无手术死亡病例。术后均口服阿托伐他汀。随访6月~4年,均恢复良好,无复发病例,结论术前仔细阅读影像学资料、术中采取合理的治疗策略、术后口服阿托伐他汀能显著提高OCSDH的疗效。

HyperFLOW亚跨声速流动验证（英文）

主要介绍了结构/非结构混合CFD软件HyperFLOW的设计开发与验证。HyperFLOW软件在结构网格上采用结构算法,在非结构网格上采用非结构算法,以充分利用两种网格及解算器的优点。首先介绍了软件的体系结构和基本算法,然后采用NASA Trap-Wing高升力外形和DLR-F6翼身组合体,对软件的结构解算器和非结构解算器进行了验证。结果表明,该软件的结构解算器和非结构解算器均有较好的网格收敛性,计算结果与其他参考结果和试验数据均符合较好,具有可接受的可信度。

强化胰岛素控制血糖对重度颅脑外伤患者的疗效及分析

目的阐述强化胰岛素治疗控制血糖对NICU内重度颅脑外伤患者的感染率,NICU住院时间,神经功能预后及死亡率的影响。方法将202例入住NICU的重度颅脑外伤(TBI)患者前瞻性地随机分为两组,分别接受强化胰岛素治疗和传统的胰岛素治疗。结果随访6个月的总体死亡率,传统治疗组(Conventional Insulin Therapy,CIT)与强化治疗组(Intensive Insulin Therapy,IIT)相似(P=0.84)。接受CIT的患者感染率明显高于接受IIT组(P<0.05)。接受IIT的患者在NICU的住院时间少于CIT组(P<0.05)。研究期间的两组院内死亡率相似(P=0.90)。接受IIT的患者组随访6个月的GOS评分高于CIT组(P<0.05)。结论强化胰岛素治疗能有效改善重症颅脑外伤患者预后。