基于个体化计算机流体动力学方法评估阿尔茨海默病脑血流动力学改变

目的基于阿尔茨海默病(Alzheimer disease,AD)患者和认知功能正常对照者影像学数据构建个体化计算机流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)模型,并定量评估受试者脑血流动力学状态及其对AD的诊断效能。方法纳入AD患者30例及认知功能正常的对照34名,基于磁共振血管成像(magnetic resonance angiography,MRA)重建其几何动脉树,结合颈/椎动脉超声血流动力学参数以及同步动脉血压构建个体化CFD模型,以模拟其血流状态并计算相关动力学指标。结果AD组与对照组相比,年龄[(75.33±8.93)岁vs.(68.12±10.73)岁]、体质指数[(22.89±3.41)kg·m^(-2)vs.(24.48±2.90)kg·m^(-2)]、尿酸[(265.17±80.36)μmmol·L^(-1)vs.(323.15±89.70)μmmol·L^(-1)]、白蛋白[(38.29±4.22)g·L^(-1)vs.(40.46±3.62)g·L^(-1)]、脑血流量(cerebral blood flow,CBF)[(10.14±3.10)cm^(3)·s^(-1)vs.(12.73±3.42)cm^(3)·s^(-1)]、脑血管阻力(cerebrovascular resistance,CVR)[(10.72±4.12)dyn·s·cm^(-5)·1000 vs.(8.21±2.38)dyn·s·cm^(-5)·1000]的差异有统计学意义(P<0.05)。AD组颅内动脉血管体积分别与CBF(r=0.493,P=0.006)和颅内血管出口数目(r=0.519,P=0.003)呈正相关,CVR与CBF呈负相关(r=-0.826,P<0.001)。logistic回归分析显示,AD患病与年龄(OR=1.083,95%CI:1.014~1.157,P=0.017)和CBF(OR=0.803,95%CI:0.652~0.989,P=0.039)有关联。ROC曲线分析显示,CVR、CBF区分两组的曲线下面积分别为0.687、0.709(P<0.05)。结论年龄增加和CBF减少是AD独立危险因素。个体化CFD模型测定的CVR升高和CBF减低对AD诊断具有价值,该无创、无放射性定量测定脑血流动力学的方法值得临床推广。

脉冲激光毛化加工的计算机流体动力学数值模拟

激光毛化的温度场和熔化过程流动状态的变化,以及因辅助气体等导致的对流换热边界条件变化都会对材料表面成形质量和组织转变产生重要影响。于是建立了模拟激光毛化的三维瞬态模型,该模型考虑了热传导、对流传热及熔池表面的形貌变化等因素,采用焓法与流体体积(VOF)方法处理固液相变移动边界与自由表面的问题,利用Fluent软件和用户自定义函数(UDF)方法求解,处理了辅助气体的驱动作用及自由表面和相界面的演化,得出了脉冲激光毛化过程中各种加工参数下熔池的形状、大小以及熔池内的温度、速度分布。实际毛化加工结果与数值模拟结果基本一致。

基于CFD的旋转流体机械叶轮设计研究

叶轮是风力发电机中重要的关键部件,叶轮的构型直接影响对风能的利用率。文章基于CFD(计算流体动力学),采用标准k-?湍流模型结合多参考系(MRF)分析技术来计算叶轮在5 m/s风速条件下,内部流场、速度矢量以及叶轮表面压力分布情况,用以预测验证叶轮构型设计的有效性。论文所采用的数值模拟方法同样适用于发动机等旋转机械装置的设计、开发和性能分析,具有一定的指导意义。

魁北克水电站的动态计算结果

计算机流体动力学已帮助工程师实施设计的变更，以期提高水轮机的效率。

鼻腔气流动力学研究进展

鼻腔功能由其内流动的气流完成,但由于鼻腔及鼻窦分隔过多,且狭窄,因而对鼻腔内气流的特点无法通过直接测量进行描述分析。计算机流体动力学（computational fluid dynamics,CFD）是流体力学、数值数学和计算机科学结合的产物,以计算机为工具,应用数学方程,完成流体力学的计算机模拟后的数值实验及分析研究。

自由活塞内燃发电机低速不稳定性影响因素分析

单缸低速试验表明,自由活塞内燃发电机低速模式缸内燃烧并不稳定,呈间隔循环着火。为探索其原因,构建了系统CFD(计算流体力学)模型,对比分析了自由活塞内燃发电机换气过程与传统二冲程内燃机换气过程之间的差异,通过计算解释了试验中着火不稳定的现象,并得到了换气过程中影响换气效果的关键因素是扫气箱容积变化率的结论。随后探寻改善自由活塞内燃发电机低速不稳定性的设计策略,在计算模型中进一步研究了动子(磁棒)直径、扫气箱容积、进气增压压力对换气过程的影响。研究发现:减小动子直径与缸径比、对进气增压能显著改善自由活塞内燃发电机的换气效果,而在保证提供充分混合气量基础上扫气箱容积的改变对换气效果影响不大。

针盘式粉碎机圆柱齿钉二维绕流数值模拟

为了分析针盘式粉碎机静圆柱齿钉的气动力学特性,利用计算流体力学(diesel engine emission experiments,CFD)方法,对粉碎机中二维单圆柱齿钉的绕流问题进行研究。在进行计算之前,采用均匀来流中的圆柱绕流问题对计算模型进行验证,并且对数值计算中的网格和时间步长独立性均进行了算例考核。结果表明:在雷诺数小于200的范围内,流动出现3种不同的流态;在稳定分离区中圆柱齿钉上的附着涡最大长度约等于齿钉直径,且附着涡随雷诺数增加出现了消亡的现象;在不稳定泄涡区流动只在较小的雷诺下呈现出周期性,圆柱齿钉上受到流体周期性的升力和阻力均很小,在较大雷诺数下,流动的无量纲频率增加,且不再由单个频率主导,出现了一个频带;在不稳定泄涡区的无量纲频率比均匀来流中的圆柱绕流情况小一个数量级。该文为研究粉碎机圆柱齿钉在高雷诺数下的受力情况提供了参考。

中小型水电站水轮机选型与优化的探讨

为了研究影响中小型水电站水轮机优化选型的主要因素 ,根据中小型水电站的特点及代表水轮机技术特性的各参数之间相互关系 ,论述了水轮机考虑抗磨蚀和运行稳定性时 ,其技术经济参数选择和优化的方法、途径 ,并对信息技术用于水轮机的选型和优化做了初步探讨。

刍议中小型水电站水轮机选型与优化

为了研究影响中小型水电站水轮机优化选型的主要因素，根据中小型水电站的特点及代表水轮机技术特性的各参数之间相互关系．论述了水轮机考虑抗磨蚀和运行稳定性时，其技术经济参数选择和优化的方法、途径，并对信息技术用于水轮机的选型和优化做了初步探讨．

中小型水电站水轮机选型与优化的探讨

为了研究影响中小型水电站水轮机优化选型的主要因素,根据中小型水电站的特点及代表水轮机技术特性的各参数之间的相互关系,论述了水轮机考虑抗磨蚀和运行稳定性时,其技术经济参数选择和优化的方法、途径,并对信息技术用于水轮机的选型和优化做了初步探讨。

TOPAZ-Ⅱ型反应堆堆芯热工水力数值模拟

利用成熟的软件建立了TOPAZ-Ⅱ型反应堆三维流动及换热的计算模型,以结构化为主非结构化为辅相结合的方式进行了网格划分,以符合实际的边界条件等作为输入参数,对堆芯热工水力行为进行了数值模拟,经过数值求解得到了三维流场和温度场结果,并得到了冷却剂流量分配、压力分布、速度分布以及堆内慢化剂、端部及侧反射层等部件的温度分布。经比较,数值模拟结果与俄方设计结果符合较好,本研究为此类型研究堆热工水力设计优化积累了经验。

无创血流储备分数测定对冠心病患者心肌缺血功能评估的临床进展

在中度病变的稳定型冠状动脉疾病(CAD)患者中,判断病变是否造成了冠状动脉远端血流动力学的显著改变(即心肌缺血),在制定临床决策中起着至关重要的作用。而在这些临界病变中,血流储备分数(FFR)测定是识别心肌缺血存在与否的金标准。近年来,随着计算机流体动力学(CFD)的发展,基于冠状动脉CT血管造影的无创性FFR(FFRCT)得以发展。本综述旨在通过阐述FFRCT的概念及应用原理,总结目前针对FFRCT技术的几项临床研究,说明其良好的诊断性能、临床实践进展、优点、局限性以及临床应用前景。

建筑区域风环境的模拟仿真技术研究

计算机模拟仿真是建筑小区的风环境优化设计的重要工具。文章针对建筑小区风环境的模拟过程的建模复杂、网格划分困难、计算区域大、边界条件复杂及后处理麻烦等问题,分析了模拟仿真的具体步骤和方法,并给出了实际应用实例。

消防性能化方法在大型铁路站房防排烟设计中的应用

针对现代化大型铁路站房的主要特点,通过分析大型铁路站房在防排烟设计方面面临的主要问题,结合消防性能化设计方法所具有的目标性、针对性、综合性、灵活性和合理性等基本特点,并根据铁路站房高大空间的建筑特点,提出大型铁路站房防排烟设计的一些基本方法。同时,也指出大型铁路站房消防性能化设计所需注意的主要问题,为进一步健康有序地推进大型铁路站房的性能化防火设计工作提供技术基础。

大容积浮选设备的按比例放大和设计

随着对矿产品需求日益增长 ,厂家需要提高选矿厂的处理能力。矿产品价格降低需要更大的生产能力 ,使现金流保持不变 ,因而 ,促进了大处理能力的选矿设备的研制。随着选矿厂处理能力的增大 ,大型浮选设备的应用可以降低选矿厂的基本投资和成本。过去 ,根据适当的按比例放大方法研制大型浮选柱和常规的浮选设备。为了合理地按比例放大大型浮选柱和浮选机 ,需要考虑一些结构参数和设计参数 ,如矿浆在槽中的流动速度、矿浆和空气停留时间、固体的悬浮性质和泡沫堰负载量。本文评述了WEMCO 浮选机设计的限制和按比例放大原则。按比例放大原则应该与计算机流体动力学模型分析。

利用水流和机械模拟进行冲击式转轮的不稳定分析

随着计算机流体动力学(CFD)预计冲击式水轮机自由面流能力的稳步提高,介绍了最近的发展情况,展示了该领域的最新技术水平。在初步讨论了详细的确认结果后,讨论了某些典型的应用,如性能预测和多喷嘴效应。对于所谓流体结构相互作用(FSI)分析,也介绍了冲击式水轮机水斗的耦合流体和结构模拟。还讨论了考虑实际入流模式对转轮研制的重要性。

关于小型水电站水轮机优化的探讨

为了研究影响小型水电站水轮机优化选型的主要因素,根据小型水电站的特点及代表水轮机技术特性的各参数之间的相互关系,论述了水轮机考虑抗磨蚀和运行稳定性时,其技术经济参数选择和优化的方法、途径,并对信息技术用于水轮机的选型和优化做了初步探讨。

16V240ZJ型柴油机改进缩放喷孔及三维流场分析

基于16V280ZJ型柴油机喷油器喷孔空化,为了得到更快的燃油喷射速度和可控的空化现象.利用计算流体动力学(CFD)方法,采取多相流模型探究影响新型喷孔性能的因素.在进口压力为108MPa和出口压力0.1MPa的最大压差工况下,对新型喷孔内部流场进行数值计算分析.结果表明,新型喷孔提升了出口流量,能够缩短喷油持续期.流体通过渐缩渐扩型喷孔的最小截面处附近将产生剧烈压降,其后段产生低压区,空化现象产生的起始端在截面最小处;最小截面的所在位置影响出口速度及质量流率,并且存在一个位置使得出口速度最大;渐扩段比重越大,空化区域越大.渐扩段比重越小,靠近壁面的气相体积分数越大即空化越剧烈.

后循环动脉瘤治疗的相关研究进展

后循环动脉瘤解剖位置较深,与后组颅神经关系密切。切除或孤立后循环动脉瘤联合血管旁路移植术可以完全消除动脉瘤并预防脑干缺血。在脑血管旁路移植术中,关注重点在于血管重构后血管的再通,但旁路移植的方式存在多样性,且血管旁路移植的效果目前也缺乏血流动力学方面的支持。血流动力学中的相关参数对术后血管再通有重要参考意义,而计算机流体力学有助于临床试验模拟获得颅内血管血流动力学的信息,因此未来可通过多学科合作,帮助临床做出最优决策。