FLAC-3D数学模型计算在巷道支护研究中的应用

针对巨野煤田地质条件,采用经验类比方法确定初步支护参数,根据围岩特性,采用实验室试验,选取适当模型理论分析,使用先进的FLAC-3D数学模型计算,进行支护参数优化,验证设计断面的合理性,从而实现实践与理论分析的相互校验,探索出一套合理的设计思路,指导巷道断面及支护方式的确定,取得显著社会和经济效益。

基于FDM3D打印机的数学模型数字化制造

增材制造技术的蓬勃发展不仅颠覆了制造业,在其他领域也引起了极大的改变。基于此,针对数学公式和函数抽象难以理解的特点,通过3D打印的方法只做了典型的数学表达式的实物模型,赋予无形的数学表达以无尽的生命。结果表明,使用FDM工艺的3D打印机可以快速地制造出想要的模型,使得数学理论的学习更加容易并充满趣味。

英国阿斯顿大学探索新的数学模型来改进轻金属的3D打印

英国Aston University(阿斯顿大学)设立了一个新的科研项目,重点是开发一个数学模型来改进液态金属铸造。该方法将用于防止轻质铝合金液在首次暴露于空气中时被迅速氧化。据报道,更好地了解这一点可以改善与轻金属3D打印相关的新兴工艺。在运输业,钢铁正逐渐被轻金属合金所取代。虽然它们不像钢那样生锈,但当第一次暴露在外部环境条件下时,它们确实会很快氧化,这会影响它们的质量和寿命。

3D GIS支持下盐腔围岩三维计算模型的生成

目前盐腔围岩蠕变模拟中计算网格生成多是理想化的,并没有充分利用真实探测数据。针对这些问题,提出了一种新的三维计算模型生成方法。借助HalfEdge数据结构,基于研究区域边界、DEM(digital element model,数字高程模型)和钻井数据,构建了研究区域地层三维模型;基于声纳测腔数据构建了盐腔三维模型,并对其进行了拓扑检查与修正;将地层三维模型与盐腔三维模型进行三维空间布尔运算,获取盐腔围岩三维模型;通过对该模型进行三维空间网格离散,得到盐腔围岩四面体网格单元,即数值模拟计算模型。通过该方法构建的三维计算模型,可以为后期盐腔围岩蠕变数值模拟过程提供有效的计算网格,进而可以为盐腔的建造,尤其是安全合理地利用盐腔提供科学依据和技术支持。

基于Flow-3D的多阶明渠工程数学模型研究

[目的]研究灌区多级阶梯明渠水流的水动力特性及泥沙淤积问题,并评价其对多阶明渠工程的影响.[方法]基于VOF方法,在Flow-3D平台上建立了山东省德州市牛角店输水工程的三维数学模型,通过模拟不同工况下的三维多阶明渠水流,对比分析水流流速分布、水面线变化及渠底泥沙淤积情况.[结果]水流流态平稳后,最大流速出现在第二级阶梯上,挟沙水流流速较清水流速大0.50~0.86 m/s;在挑坎及第二级阶梯上,水面线变化幅度较大;随着时间推移,泥沙主要淤积于挑坎前及第三级阶梯底部,200 s时淤积厚度最高达0.143 mm.[结论]在牛角店输水工程施工及后期运行中,适当加固第二级阶梯渠底,提升第二级侧墙高度,并通过调控下游水位以保证灌渠的安全运行.

3D打印技术在生物医学领域的应用进展

生物材料可用于人体组织及器官的修复,对多种疾病的治疗具有积极作用,尤其是与3D打印技术相结合,可在医疗领域发挥革命性的影响力。目前,3D打印技术在生物医学领域的应用已经得到广泛的研究,如利用3D打印获得患处解剖模型以辅助精确医疗。本文综述了3D打印技术在生物医药领域的应用,并就其未来发展方向进行讨论。

计算机辅助数字化模型及3D打印导板技术在骨盆骨折诊断及治疗中的应用

目的探讨计算机辅助数字化模型及3D打印导板技术在骨盆骨折诊断及治疗中的应用价值。方法选择2015年6月—2018年4月新疆喀什地区第一人民医院创伤骨科收治的骨盆骨折患者96例,采用随机数字表法分为对照组和观察组各48例,其中对照组给予传统骨科切开复位内固定手术治疗,观察组给予计算机辅助数字化模型及3D打印导板技术治疗,比较2组患者手术相关指标,观察2组患者术后骨折愈合、盆骨功能及并发症情况。结果观察组手术时间、术中出血量、术中输血量及骨折愈合时间均明显短于/低于对照组(t/P=47.082/0.000、57.416/0.000、48.682/0.000、23.284/0.000);观察组患者的术后愈合优良率高于对照组,术后并发症发生率低于对照组(χ^2/P=6.095/0.014、5.031/0.025);随访1年,观察组Matta功能评分满意率和Majeed骨盆骨折评分优良率均明显高于对照组(χ^2/P=8.317/0.004、7.207/0.007)。结论利用计算机辅助数字化模型及3D打印导板技术可提高骨盆骨折诊断的准确性,还可提高手术效率,缩短患者骨折愈合时间,降低术后并发症发生率。

3D点云BSP并行计算模型及算法设计

根据3D点云数据处理计算特点,按照BSP模型的技术思想,建立了3D点云BSP并行计算模型。讨论了HAMA框架下的3D点云BSP并行计算模型的实现方法,构建了一个由普通PC组成的HAMA计算集群。以3D点模型构建计算为例,给出了一种3D点云数据处理BSP算法设计方法。实例的计算结果表明:BSP并行计算方法能高效地完成3D点模型构建计算,与其它计算方法相比,计算效率有所提高。

运用123D Design软件构建高中生物学模型

案例背景利用计算机软件可根据细胞形状和结构,将细胞建模成3D模型,然后将模型输入3D打印机,将其打印出来[1]。研究表明,利用生物墨水材料对细胞进行建模与3D打印,在复杂组织再生和器官再造中具有广阔的应用前景[2]。当前,建模及3D打印技术与高中课堂的融合已有许多先例,难点在于如何进行充分融合[3-4],也鲜有案例涉及建模与打印技术与高中生物课堂相融合。123DDesign安装简单,使用方便,不需要专业知识,可为用户免费创建3D模型。

熔融沉积3D打印PLA制件力学性能影响因素及其数学模型

基于正交试验研究了打印层厚、顶部/底部层数、填充密度、初始填充角度及角度增长对熔融沉积PLA制件力学性能的影响,影响程度由强到弱依次为:填充密度>顶部/底部层数>打印层厚>角度增长>初始填充角度。在试验范围内打印层厚0.2 mm,顶部/底部层数5层,填充密度80%,初始填充角度30°,每层角度增长70°可得到PLA制件的最佳力学性能。同时基于正交试验结果进行正交多项式回归分析并建立熔融沉积3D打印PLA制件力学性能与工艺参数间的数学模型,经残差检验该数学模型的误差率为1.04%,可靠性高,可为FDM 3D打印制件力学性能的提升及工艺优化提供理论依据。

计算机3D打印模型辅助下的下颌骨骨折手术效果研究

目的:探讨计算机3D打印模型辅助下的下颌骨骨折手术效果。方法:选取笔者医院2016年1月-2017年1月接诊的22例需要实行下颌骨骨折手术的患者为研究对象,将患者随机分为两组,观察组(n=12)和对照组(n=10)。观察组在计算机3D打印模型辅助下进行下颌骨骨折手术,对照组采用传统方法进行下颌骨骨折手术,对比两种手术方法的康复效果、患者满意度等情况。结果:观察组手术时间(23.2±4.7)min、总出血量(415.6±60.5)ml,与对照组相比,手术时间短于对照组(55.3±5.8)min,总出血量少于对照组(576.2±33.9)ml,两组比较有统计学意义(P<0.05);观察组面容及咬合关系恢复优的为100%,对照组面容及咬合关系恢复优的为50%、良为50%,观察组面容及咬合关系恢复明显优于对照组,两组比较有统计学意义(P<0.05);观察组患者满意度为100%,对照组患者满意度为70%,观察组患者满意度明显高于对照组,两组比较有统计学意义(P<0.05)。结论:计算机3D打印模型辅助下进行下颌骨骨折手术,可进行术前预测,精确度更高,有利于缩短手术时间,减少出血量,提高修复效果和患者满意度,临床价值较高,值得临床推广使用。

计算机辅助术前矫正模型设计结合3D打印技术在脊柱畸形治疗中的应用

目的:研究3D打印技术联合计算机辅助设计(CAD)在脊柱畸形疾病治疗中的应用方法和价值。方法:采用回顾性研究方法分析2016年1月～2018年3月在陆军军医大学附属第二医院(新桥医院)骨科治疗的脊柱畸形患者26例,依据影像学数据在计算机上使用Mimics软件制作矫正模型,并采取3D打印方式制作出实体模型用于术中指导手术。分析患者术前形态、术后即刻的矫形效果,以及末次随访结果与矫正设计模型之间的差异情况。结果:26例患者手术均获成功,术前设计模型的的冠状位、矢状位Cobb角度、冠状位平衡、顶椎偏距以及脊柱矢状位轴数据与患者术后各个阶段实际测量值的差异无统计学意义(P>0.05)。结论:合理的术前设计结合高精度3D打印技术制作的模型能很好的为脊柱外科医生提供术中指导,患者术后各次测量数据与术前设计模型一致性较好,可靠地反映了该技术的有效性,值得进一步深入研究。

基于云计算的医学教育3D打印模型管理系统设计

3D打印技术是一种新兴技术,它以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层打印的方式来构造物体。随着3D打印技术的迅速发展,其在医学领域的应用前景越发广阔。在整个3D打印过程中,通过计算机软件生成的STL建模文件是非常重要的部分,它关系3D打印产品的设计、实现、升级和重复利用。研究构建医学教育3D打印模型管理系统,实现STL文件上传、3D模型展示等功能,可以为医学领域的教育教学和相关研究提供一个科研、学习、交流和应用的综合平台。

基于计算模型运用Civil3D实现路网场地整体优化的设计方法

提出基于条件极值的场地标高计算模型,采用该模型进行场地设计可实现地块与地块之间、地块与道路之间的土石方总体最优。通过工程实例介绍应用Civil3D实现该模型的场地设计方法,该方法效率较高,适用面较广,适合各种情况下的园区场地设计。

Civil 3D和HEC-RAS在河道模型建立与水面线计算中的应用

水面线计算是河道治理工程中的重要内容,同时水面线也是工程方案设计的重要依据。对于测量断面较多的河流,水面线模型的建立需要花费比较长的时间和精力,Civil 3D的建模功能结合HEC-RAS的水面线计算功能,可以快速地建立河道模型并进行水面线计算,相对于传统的河道模型建立和计算,两个软件的结合应用不仅速度快,而且模型更加准确和直观。

计算机辅助数字化模型联合3D打印导板定位应用于骨盆骨折修复术患者的效果

目的:观察计算机辅助数字化模型联合3D打印导板定位应用于骨盆骨折修复术患者的效果。方法:选取120例骨盆骨折手术患者为研究对象,按照随机数字表法分为对照组和观察组各60例。对照组行常规骨盆骨折修复术治疗,观察组行计算机辅助数字化模型联合3D打印导板定位骨盆骨折修复术治疗。比较两组骨折复位优良率、手术相关指标水平和并发症发生率。结果:观察组骨折复位优良率为98.33%,高于对照组的86.67%,差异有统计学意义(P<0.05);观察组手术时间、切口愈合时间均短于对照组,术中出血量少于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);观察组并发症发生率为1.67%,低于对照组的15.00%,差异有统计学意义(P<0.05)。结论:计算机辅助数字化模型联合3D打印导板定位骨盆骨折修复术治疗骨盆骨折患者可提高骨折复位优良率,缩短手术时间和术后切口愈合时间,减少术中出血量,以及降低并发症发生率,优于常规骨盆骨折修复术治疗效果。

3D模型在数学图形教学中的应用

随着科学技术的发展,3D技术等现代技术得到了快速普及与发展.如果将3D技术引入数学课堂,利用3D模型辅助学生理解图形知识,就可以增强学生学习的直观性,提高学习效果.本文基于小学数学图形教学,就如何高效地应用3D模型进行了探析.

3D设计助力数学计算

小学数学中的加、减、乘、除运算，是必须掌握的数学计算能力，而有些同学却总是掌握不好。本期我们采用3D One设计制作三个随机出题的小助手，让大家在快乐游戏中提高自己的计算能力。

机织物中纱线3D模型的建立

用NURBS曲面建立机织物纱线的3D模型及在3D图像上添加1D和2D纹理的原理。用来提高机织物3D外观模拟图像的真实感。

3D打印技术在圈椅模型开发中的应用

3D打印作为一种新兴的快速成型技术,已逐步在多个行业领域的生产环节中得到应用。以明式圈椅为例,探讨应用3D打印技术实现传统家具模型开发的一般过程,推动先进制造技术在传统家具制造领域的应用。