膀胱动力泵尿道阀可靠性的建模及仿真

尿道阀是膀胱动力泵中实现尿液配流的重要部件,一旦发生失效,将导致泵失去对神经源性膀胱的辅助排尿作用,继而引发膀胱结石、泌尿系统感染、肾功能衰竭等并发症。为了提高尿道阀的工作可靠性,根据尿道阀的结构原理及故障树,建立了尿道阀可靠性仿真模型。基于蒙特卡罗方法基本思想,提出了尿道阀可靠性仿真算法,并仿真计算了尿道阀的可靠度、失效概率、底事件重要度和模式重要度等指标。仿真与实验结果表明:尿道阀寿命达到50000次的可靠度为0.73;弹性带脱落和老化是尿道阀的薄弱环节。研究结果可为膀胱动力泵可靠性分析和结构优化设计提供依据,该方法对合理设计适用于人体的生物医学装置有参考作用。

膀胱动力泵尿道阀的设计及实验研究

运用电磁学理论和流体力学理论,建立了尿道阀的数学模型,利用该模型仿真分析了电流和气隙等不同因素对尿道阀特性的影响。通过仿真和实验对比,验证了所建立模型的有效性。在模拟实验系统上,探讨了尿道阀对膀胱动力泵排尿动力特性的影响,结果表明:增大电磁铁电流、减小电磁铁与尿道阀之间的气隙,有利于提高最大尿流率、缩短尿流时间。研究结果可为膀胱动力泵的特性分析和结构优化设计提供参考。

体外电磁驱动的膀胱动力泵的建模与仿真

针对神经源性膀胱的辅助排尿问题,基于膀胱的结构和储排尿机制,提出了一种体外电磁驱动的膀胱动力泵。为了研究其排尿动力特性,运用电磁学理论,建立了该泵的电磁驱动单元数学模型,并进行了合理简化。在此基础上,建立了描述膀胱压和尿流率与电磁铁电流、气隙宽度及永磁体体积和数量等影响因素之间关系的数学模型。仿真和试验分析结果表明,膀胱压和尿流率与电磁铁电流成近似线性关系,调节电磁铁电流可调控膀胱压和尿流率。所建立的数学模型简单有效、使用方便,可为膀胱动力泵的特性分析和结构设计提供理论依据。

膀胱动力泵排尿动力特性影响因素实验分析

为研究膀胱动力泵的结构和控制参数等对其排尿动力特性的影响,借鉴尿动力学检查中的压力流率测定法,在模拟实验台上,测定该泵在不同影响因素下的压力、流率特性,分析电磁铁电流、永磁体数量、间隙和夹角以及气隙等因素对膀胱动力泵排尿动力特性的影响规律。实验结果表明:增加电磁铁电流和永磁体数量,减小气隙和永磁体夹角及合理设置永磁体间隙和电磁铁位置,有利于增大膀胱压、尿流率和延长膀胱压持续时间。研究结果对膀胱动力泵的结构优化设计和性能改善有重要的指导作用。

体外电磁驱动的膀胱动力泵及模拟实验系统设计

基于人体膀胱的结构及储排尿机制,提出了一种体外电磁驱动的膀胱动力泵,分析了其工作原理和特点。根据流体力学相似性准则,设计了模拟膀胱尿流环境的膀胱动力泵实验系统。为进一步分析和研究膀胱动力泵的储排尿原理和排尿动力特性奠定了实验基础。

基于AMESim的超声汽化蒸汽驱动的膀胱动力泵建模及仿真

为了分析超声汽化蒸汽驱动的膀胱动力泵的性能,利用超声学、热力学和流体力学理论,建立了该泵的数学模型和AMESim仿真模型,并进行了试验验证,利用所建立的模型仿真,分析了超声波控制参数对系统尿流率特性的影响规律。结果表明:尿流率主要与超声波的声强、频率和辐射时间以及工质特性参数有关;在超声理疗剂量范围内,增大声强、频率和辐射时间,均可提高尿流率。研究工作将为超声汽化蒸汽驱动的膀胱动力泵的特性分析和结构优化设计提供理论指导。

膀胱动力泵电磁驱动系统的优化设计

运用电磁铁设计理论和最优化理论,建立了膀胱动力泵电磁驱动系统优化设计模型。运用序列二次规划法求解模型,获得了最佳结构设计参数,据此建立了电磁驱动系统及膀胱动力泵三维模型。运用ANSYS Workbench仿真分析了电磁驱动系统的电磁驱动特性、温升特性和膀胱动力泵排尿动力特性,并进行了实验验证。结果表明,所建立优化设计模型和有限元仿真模型有效且实用;与优化前相比,电磁铁体积可减小65.45%,质量可减小60.25%,电磁驱动力提高2.09%,膀胱压峰值提高2.74%,尿流率峰值提高14.22%,温升仅增高1.64℃,改善了膀胱动力泵的排尿动力特性。研究结果可为设计便携、可靠及适用于动物和临床实验研究的膀胱动力泵提供理论与技术指导。

膀胱动力泵的建模及排尿动力特性研究

为研究膀胱动力泵排尿动力特性,建立了膀胱动力泵的数学模型,仿真分析了电磁铁电流、永磁体数量、永磁体间距、气隙等参数对膀胱动力泵排尿动力特性的影响。结果表明:增加电磁铁电流、永磁体数量及减小气隙可以提高最大膀胱压、最大尿流率和平均尿流率;增加永磁体数量和间距可以增加最大排尿量。在实验平台上对泵排尿动力特性进行模拟实验,实验结果与仿真结果具有较好的一致性。研究结果可以为膀胱动力泵的结构优化设计提供依据。

膀胱动力泵电磁驱动单元有限元仿真分析

为了研究膀胱动力泵的电磁驱动特性,建立电磁驱动单元有限元模型并进行电磁力仿真分析,分析电磁铁电流、永磁体间距、永磁体与电磁铁的夹角、永磁体数量对电磁力的影响。结果表明:增加电流和永磁体的数量,有利于提高电磁驱动单元驱动能力;合理设置永磁体间距,可降低对约束永磁体的橡胶模的性能要求。研究结果对优化电磁驱动单元的结构设计具有参考价值。

基于ANSYS的膀胱动力泵特性仿真分析

为了研究膀胱动力泵的电磁驱动特性、温升特性及排尿动力特性,建立电磁驱动系统及膀胱动力泵3D有限元模型,仿真分析电磁铁电流、气隙和永磁体数量对电磁驱动力、温升、膀胱压、尿流率及排尿时间的影响。结果表明:所建立的有限元模型有效实用;增加电磁铁电流、永磁体数量和减小气隙,有利于提高电磁驱动力、膀胱压、尿流率并缩短膀胱压达峰时间及排尿时间;在辅助排尿期,初始电磁驱动力可达8.50 N,膀胱压峰值可达8.36 kPa,尿流率峰值可达25 mL/s,膀胱压达峰时间为5 s,排尿时间为40 s,温升仅为9.42℃,符合人体排尿动力特性要求。研究结果可为设计适用于动物和临床实验的膀胱动力泵提供理论指导。

膀胱动力泵电磁驱动单元的建模与仿真

研究膀胱动力泵电磁驱动单元的电磁驱动特性,针对体外辅助膀胱排尿系统,为了优化性能,提出了利用等效磁荷法建立膀胱动力泵电磁驱动单元数学模型。将电磁铁和永磁体分别看成等效磁荷,建立以磁荷间库伦作用力表示电磁驱动力的电磁驱动单元模型。模型的电磁铁电流、永磁体间距、永磁体数量、永磁体与电磁铁间角度等主要因素对膀胱动力泵电磁驱动能力有影响。在Matlab平台上仿真,结果表明,可提高膀胱动力泵的电磁驱动能力。改进的模型具有建模简单,计算速度快及求解精度较高等特点,可为膀胱动力泵的设计和分析提供依据和有效手段。