微通道中液氮的流动沸腾——两相流动压降分析

对液氮在直径为0.531mm,加热长度为250mm的圆管中的流动沸腾压降和传热特性进行研究。作为第一部分,主要对微通道中液氮的两相流动压降进行试验研究与分析。结果表明:在核态沸腾起始时,质量流量迅速降低,而压降突然增大,并伴随着明显的温度滞后,幅度约为4.0～5.0K。由于压降很大,在微通道内液氮的两相流动中会出现闪蒸,从而对质量干度产生重要影响。最后,利用均相模型和三个两相流动模型(L-M模型,Chisholm B系数模型和Friedel模型)对微通道沿程压降进行分析和比较。不同于常规通道的是,均相模型可以很好地预测压降试验结果,而三个两相流动模型的预测偏差较大,这是由于在微小通道中的高速流动情况下,汽相和液相混合比较均匀;同时液氮的液汽密度比很小,这也有利于均相模型的预测。

微通道中液氮的流动沸腾——换热特性分析

对微通道中液氮流动沸腾换热特性进行试验研究和分析。给出典型的沸腾曲线,分析壁温、干度和换热系数沿微通道管程的变化规律,考察热流密度、质量流量和压力对流动沸腾换热的影响。将126个试验数据点与四个换热关联式比较,并对微通道中流动沸腾换热机理进行分析。结果表明,在多数情况下干度和热流密度对沸腾换热系数的影响较小,换热系数主要决定于质量流量和压力,随两者增加而增加,换热以对流蒸发为主导机理。KLIMENKO关联式预测效果最好,TRAN微通道关联式次之,对常规管道得到广泛使用的CHEN关联式和SHAH关联式都远远高估了试验值。基于两相流压降和换热特性分析,推知微通道中的两相流流型不同于常规管道:在低干度情况下,流型以弥散泡状流为主;而在高干度情况下,流型以由雾状汽芯和不规则液膜组成的环状流为主。

面向临床肿瘤诊疗决策的多模态医学影像融合

恶性肿瘤严重危害人类健康,早期诊断和有效治疗可降低致死率。借助在体和无创等优势,现代生物医学影像技术能为肿瘤诊疗提供大量有价值的结构和功能信息。由于肿瘤是一种多因素的发展型疾病,并且每种成像模态也都存在自身缺陷,单一时间点、单一模态的医学影像检查,无法揭示其本质、发生和发展过程。不同模态医学图像信息融合,可以实现信息互补和交叉验证,是揭示肿瘤机理、实现早期准确诊断和有效治疗的必然选择。本文在分析各模态成像技术特点的基础上,从配准、多模态医学图像融合方法和肿瘤诊疗中融合应用等3个方面分别进行综述,并指出了未来需要研究的问题。

一种人体气道树快速自动提取算法的设计

为了从胸部CT图像中提取气道树,提出一种人体气道树的快速自动提取算法,其中包括三维区域生长、三维波传递和形态学优化3个步骤,通过多次迭代完成最终提取.区域生长的作用是提取气道树主体,三维波传递和形态学优化用于提取外围细支气管.在波传递中采用模糊逻辑判据,并利用形态学特征防止泄漏.将算法应用于28例数据,结果表明,利用该算法均能成功提取第5级或第6级支气管,且未泄漏;此外,该算法运行速度特别快,提取一个气管树耗时一般小于2 s.

液氮流动沸腾换热研究综述

作为一种优良的低温冷却剂,液氮在航天、电子工业、超导磁体和超导电缆冷却及低温生物医疗等领域应用广泛。在这些应用中,准确预测液氮的流动沸腾换热特性对于系统设计和安全运行十分重要。该文主要介绍了液氮流动沸腾换热的特点,对已有的实验和数值模拟结果进行了归纳;并比较了四个液氮流动沸腾换热计算关联式的预测情况,以及关联式中干度、质量流量、热流密度和压力对换热系数的影响;指出了有待进一步研究的课题。

基于胸部CT图像的肺结节分割

目的提出一种从胸部CT图像中分割提取多种类型肺结节的算法,辅助肺癌诊断和疗效评估。方法首先由放射科医生确定种子点和目标容积区域,再根据初分割结果自动识别非肺壁粘连结节和肺壁粘连结节。然后采用多阈值结合距离变换的方法分割非肺壁粘连结节,光线投射和直线拟合分割肺壁粘连结节。最后,将算法应用于85组患者数据(232个肺结节),并由高年资放射科医生评价分割结果的准确性。结果本文算法鲁棒性强,能准确判别肺壁粘连和非肺壁粘连结节,从而适用于孤立、血管粘连、毛玻璃和肺壁粘连结节的提取。测试的232个结节中无异常发生,且分割速度较快。经放射医生评价,平均准确率达90%。结论本文算法可以从胸部CT图像中分割提取4种类型肺结节,鲁棒性、准确性和速度均可满足实际临床需求,对肺癌筛查、诊断和疗效评估具有重要价值。

肿瘤低温治疗探针强化换热特性

利用快速预冷汽液分离器,改进了肿瘤低温治疗系统;考察了驱动压力对探针表面温度的影响.经过传热分析,指出在17°C生理盐水中探针内部液氮流动沸腾模式为膜态沸腾,针对流动膜态沸腾提出了螺旋细丝和螺旋丝网两种强化换热形式,并对其传热特性进行了初步研究.结果表明:使用了快速预冷汽液分离器后,探针预冷时间大大缩短,并随驱动压力增大而减小;加入螺旋丝和螺旋丝网后,在预冷阶段出现明显的热力振荡,并伴有密度波振荡,平均换热系数为原来的1.5倍,在17°C生理盐水中10 min时2.5 mm探针表面温度最低可达-160°C,大大提高了探针的冷却性能.

横掠椭圆管的换热及流动特性分析

利用隐式有限差分法,对横掠不同轴径比a/b情况下的椭圆管换热及流动特性进行了研究。得到了边界层内速度分布和边界层厚度发展状况。讨论了a/b对边界层分离点的影响。得到了不同管型椭圆管的局部对流换热分布规律,并与圆管和平板绕流进行了比较。

基于图论的分裂型人格障碍多加权脑结构网络研究

基于图论方法分析分裂型人格障碍(SPD)患者与健康对照在脑结构网络局部和全局参数上的差异.根据 Brainnetome 脑图谱将大脑皮层划分为246 个脑区利用扩散加权图像重建脑白质神经纤维束构建以神经纤维束条数、密度、长度和优化的密度为加权方式的脑结构网络.计算网络节点参数和全局参数通过假设检验找出具有显著性差异的脑区.结果发现 SPD 患者与健康人的脑结构网络在全局参数上无显著性差异在节点参数上 6 个脑区存在显著性差异差异脑区在位置上显示出左右脑不对称性在功能上与认知、情感和感知高度相关.研究结果可为疾病诊断治疗提供重要参考.

微通道中液氮单相流动和换热实验研究

对直径为0．531,0．834,1．042和1．931 mm的圆形微通道内液氮的单相流动和传热进行了实验研究。在10,000～90,000的高雷诺数范围内,测量了流动摩擦系数、局部和平均对流换热系数。结果表明,流动摩擦系数随微通道壁面粗糙度的增加而变大。微通道中局部对流换热系数受到液氮导热系数变化的影响沿管程逐渐下降约12．5%。传统的Gnielinski换热关联式经过流动摩擦系数的修正后与实验换热系数符合较好。

多发性硬化症患者DTI图像定量化分析

提出了一种联合体素和白质图谱的磁共振扩散张量成像(DTI)方法,明确了多发性硬化症(MS)患者脑白质中受损区域的位置和严重程度.通过计算受检者脑白质区域内各体素中水分子扩散的各向异性指数(FA)和平均扩散率(MD),找出MS患者组和健康对照组(HC)之间FA和MD存在显著性差异的体素及分布情况.结果表明,与HC组相比,MS组FA值在胼胝体体部、压部和双侧放射冠上部等11个脑区有显著性降低;MD值在胼胝体体部、压部和右侧内囊后肢等22个脑区有显著性升高,为临床MS诊断和治疗提供了更有效的参考价值.

一种人体气道树快速自动提取算法的医学评价和应用

为了将提出的气道自动提取算法应用到实际临床,首先由高年资放射科医生将算法分割结果与解剖结构进行了对比。然后,分别考察了重建滤波器和层间距(或重叠率)对分割结果的影响。最后,作为例子将提取算法应用到三大类气道疾病:气道形态改变、气道扩张性病变和狭窄性病变。结果表明,算法可精确提取第4级支气管和大多数第5级支气管,最高可达12级支气管,支气管分支数量达170余个。高对比的重建滤波器和小的层间距(或高重叠率)对于分割结果有利。气道提取和3D可视化能直观显示更多细节,对于气道形态改变、气道扩张性病变和狭窄性病变诊断具有重要参考价值。

横掠椭圆管的换热和流动特性研究(英文)

对横掠不同长径比的椭圆管的换热和流动特性进行了研究。实验过程中考虑了8种不同类型的椭圆管，流动介质为空气。通过热质比拟和萘升华技术，获得了雷诺数在7000～65000范围内的局部和平均对流换热系数，通过比较不同类型椭圆管的实验结果，阐明了长径比k的影响，首次给出了Nu=f(k，Re，Pr)形式的实验关联式。同时，通过实验还获得了流动阻力系数。最后，使用油—灯黑可视化技术对横掠椭圆管的绕流特点进行了显示。结果表明，局部对流换热系数随长径比k变化，边界层的分离点随k的增大而向后移动。当k<6．0时，椭圆管的平均对流换热系数高于圆管；当k=6．0时，达到最大值，大约为圆管的1．6倍，同时，其阻力系数随着k的增大而减小；当k=2．0时，阻力系数约为圆管的60％。流型印证了实验结果的合理性。

小通道内液氮流动沸腾的可视化研究

通过高速CCD可视化实验,在气体表观速度0.01～26.5 m/s,液体表观速度0.01～1.2 m/s范围内,对内径为1.931 mm垂直向上圆管内液氮流动沸腾的流型特性进行了研究.所观测的主要流型为:泡状流,弹状流,搅拌流和环状流.并绘制了流型图,发现环状流占了大部分的区域,干度大于0.15的区域基本上都是环状流.分析了流量对流型转变的影响,流量越大,相应的流型转变干度越低,而且流量大于820 kg/m^2s时,没有发现泡状流。通过与相同水力直径的空气-水的流型图比较,发现本文中的弹状流区域要小很多.通用的流型转变模型预测结果与实验结果相差较大.

微细通道内液氮流动沸腾的流型特性

采用高速摄像,得到内径为1.931mm、1.042mm、0.531mm的竖直上升圆管内液氮流动沸腾的主要流型为泡状流、弹状流、搅拌流和环状流;并且在1.042mm、0.531mm管内发现受限气泡流。并绘制流型图,分析表面张力,压力和管径对流型转变的影响。表面张力是影响流型转变的重要物性参数,相对于空气—水的流型图,对应的弹状流/搅拌流,搅拌流/环状流流型转变线向较低的气体表观速度方向移动;而泡状流/弹状流的转变线向较高的气体表观速度方向移动。压力越高,相应的流型转变曲线向较低的气体表观速度方向移动。管径对流型转变有重要影响,随着管径的减小,相应的流型转变线向较低的气体表观速度方向移动。试验结果与通用的流型转变理论模型作比较,发现理论模型的预测结果与试验结果相差较大。

横掠1.6/1.0椭圆管换热及流阻特性的实验研究(英文)

利用热质比拟原理及萘升华技术对空气横掠半轴比为 1 .6/1 .0椭圆管的局部及平均换热特性以及流阻进行了实验研究。实验雷诺数范围为 70 0 0 - 5 0 0 0 0。实验结果表明 :该椭圆管表面上的局部换热系数分布规律与圆管相似 ,但分离点位置不同 ;其最大值在前驻点 ,之后 ,随着边界层的发展逐渐降低 ,在分离点达到最小值 ,而在尾部区域又有所回升 ;其平均换热系数高于圆管 ,而阻力低于圆管。最后 ,给出了平均对流换热系数和阻力实验关联式。

基于重采样的胸部CT图像肺实质自动分割

目的胸部CT图像的肺实质自动分割是肺部疾病计算机辅助检测的重要基础。为提高分割速度,本文提出并实现了一种基于重采样的分割算法。方法首先对数据重采样,提取部分(1/8)体数据。再基于重采样体数据,通过阈值分割、胸腔提取、气管剔除、血管填充、左右肺分离和肺壁结节填充等步骤,得到初步分割结果。然后将该结果还原到完整数据体上,形态学平滑后即完成最终分割。最后将算法应用于20例患者数据(2556个断层),并与放射科医生手动分割结果进行比较。结果本文算法对20例患者数据均能取得优异结果,与放射科医生手动分割的平均面积重叠率达99.02%,且适用于左右肺相连、肺壁存在结节、视野不完整等异常情况。通过数据重采样极大缩短分割时间,一般可缩短50%,一帧图像平均耗时小于0.25s。结论本文算法能够实现胸部CT图像肺实质的自动分割,结果准确可靠,鲁棒性好,速度快,基本满足实际临床需求。

ESDOTF系统中知识的表示及获取

对管式加热炉运行状态诊断专家系统 ( ESDOTF)中所采用的知识表达形式及管式加热炉中知识的获取及管理进行了研究 ,提出了“产生式规则 +框架 +语义网络 +神经网络 +面向对象的知识表达方式”的综合知识表达方式 ,对管式加热炉现场运行情况进行了完整的表述 。

液氮热管过冷器的设计及分析

过冷器是高温超导电缆(HTS)低温冷却系统的关键设备之一。文中对一种以液氮为工质的新型过冷器-热管过冷器进行了设计计算,并与传统的盘管过冷器作了对比,结果表明热管过冷器能大大减少换热面积,在设计换热量为900W的情况下,热管型过冷换热器所需传热面积仅为盘管型的1/5,热管型冷头换热器面积为盘管型的1/3。并针对热管过冷器分析了不凝性气体对其冷凝段传热效率的影响,结果表明随着不凝性气体浓度逐渐增加,冷凝段换热效率开始时急剧减小,后逐渐趋于平缓。在不凝性气体浓度不变的情况下,提高热管过冷器的工作温度,或减小冷凝段的冷凝温差,都能有效提高冷凝段传热效率;在冷凝段分析的基础上,计算和分析了不凝性气体对整个热管过冷器系统的影响,结果表明随着不凝性气体浓度的升高,热管过冷器的换热量减小,同时工作温度升高,且这两者的变化在不凝性气体浓度较小时较剧烈,较大时较平缓。

机器学习在口腔植入体无损测量中的应用

目的为解决患者就诊时档案丢失无法确定口腔内种植体规格的问题,探索一种针对口腔植入体规格的无损测量方法。方法首先,对口腔曲面CT图像使用分段阈值、图像分割、形态学处理等方法进行预处理。接着,将处理后的图像提取其灰度共生矩阵和梯度方向柱状图两种纹理特征用以表示口腔植入体的特点。然后,比较8种高效的分类器算法,选择分类表现最优的基于灰度共生矩阵的RBFSVM方法用以检测植入体的位置。最后,根据检测结果计算植入体的实际规格参数。结果本研究共使用420张口腔CT图像进行实验,最终结果与植入体实际规格的平均误差<2%。结论本研究提出的机器学习在口腔植入体无损测量方法显示出较好的测量精度,有效帮助医生确定病人口腔内已有的植入体的规格。