基于特征分裂有限元准隐格式的共轭传热整体耦合数值模拟方法

共轭传热现象在科学和工程领域中大量存在.随着计算能力的发展,对共轭传热现象进行准确有效的数值模拟,成为科学研究和工程设计上的重要挑战.共轭传热数值模拟的方法可以分为两大类:分区耦合和整体耦合.本文采用有限元法对共轭传热问题进行整体耦合模拟.固体传热求解采用标准的伽辽金有限元方法.流动求解采用基于特征分裂的有限元方法.该方法是一种重要的求解流动问题的有限元方法,可以使用等阶有限元.该方法的准隐格式与其他格式相比,具有时间步长大的特点.将稳定项中的时间步长与全局时间步长分开,改进了准隐格式的稳定性.基于改进的特征分裂有限元方法的准隐格式,发展了一种层流共轭传热数值模拟的整体耦合方法.采用这种方法可以将流体计算域和固体计算域作为一个整体划分有限元网格,并且所有变量都可以采用相同的插值函数,从而有利于程序的实现.通过对典型问题的模拟,验证了这种方法的准确性.本工作还研究了固体区域时间步长对定常共轭传热问题数值模拟收敛性的影响.

老年患者CT引导下经皮肺穿刺活检气胸发生情况及影响因素分析

目的探讨CT引导下经皮肺穿刺活检(PLB)老年患者(≥65岁)气胸的发生率及影响因素。方法前瞻性队列研究,连续纳入2017年1月至2023年12月在北京医院接受CT引导下PLB的老年患者,在术后即刻和PLB后48 h进行两次CT扫描来评估气胸的发生情况,根据是否发生气胸分为气胸组和非气胸组,比较两组的基线临床和手术资料,多因素logistic回归分析确定气胸发生的影响因素。结果647例行PLB的老年患者中,气胸有152例(23.5%、152/647),包括少量气胸101例(15.6%)、大量气胸51例(7.9%)。与非气胸组比较,气胸组的慢性阻塞性肺疾病(COPD)发生率更高、衰弱比例更高、病变更小、与胸壁距离更远、支气管受累也更多、穿刺深度≥5 cm的比例更高(均P<0.05)。多因素logistic回归分析结果显示,COPD(OR=1.256,95%CI:1.014~1.558,P=0.033)、病灶大小≤2 cm(OR=1.345,95%CI:1.075~1.659,P=0.022)、病灶距胸壁距离≥2 cm(OR=1.372,95%CI:1.105~1.703,P=0.007)、肺大疱或肺气肿(OR=1.524,95%CI:1.223~1.899,P<0.001)、病灶密度[毛玻璃影(OR=1.313,95%CI:1.072~1.839,P=0.014)]、支气管受累(OR=1.211,95%CI:1.047~1.694,P=0.038)、穿刺深度≥5 cm(OR=1.312,95%CI:1.024~1.749,P=0.038)是发生少量气胸的影响因素;而年龄(OR=1.286,95%CI:1.021~1.819,P=0.041)、COPD(OR=1.248,95%CI:1.098~1.753,P=0.035)、心力衰竭(OR=1.312,95%CI:1.027~1.956,P=0.042)、衰弱(OR=1.301,95%CI:1.063~1.981,P=0.036)、病灶大小≤2 cm(OR=1.345,95%CI:1.040~1.872,P=0.039)、病灶距胸壁距离≥2 cm(OR=1.482,95%CI:1.116~1.738,P=0.032)、肺大疱或肺气肿(OR=1.705,95%CI:1.316~2.431,P=0.024)、穿刺深度≥5 cm(OR=1.343,95%CI:1.058~1.763,P=0.037)是发生大量气胸的影响因素。结论接受CT引导下PLB的老年患者发生气胸的风险较高,需要制定个性化的预测策略降低气胸,特别是大量气胸的风险。

基于全局优化进行局部优化叠加的大型结构拓扑优化方法研究

针对现有的拓扑优化方法对所指定的设计域内的变量进行全局拓扑优化,从而导致对大型构件拓扑优化时局部区域最佳拓扑结构分布信息丢失的问题,提出一种基于局部结构特性扩散映射的全局拓扑优化方法。该方法首先对设计域内的局部区域进行拓扑优化,得到设计域内局部的优化信息,然后对得到的局部区域优化信息进行整合,得到全局整体的拓扑结构。通过与现有的商业软件ANSYS Workbench和全局优化方法做实验对比,结果表明所提出的优化方法相较于现有的优化方法具有两个优点:第一,所提出的拓扑优化方法可以较好的保留在设计域的局部拓扑结构信息;第二,所提出的拓扑优化方法可以对优化的结构进行尺寸控制。