Incomplete fluid-air exchange technique for idiopathic macular hole surgery

AIM: To explore an improved procedure involving incomplete fluid-air exchange for idiopathic macular hole(IMH), and the closure rate, visual function, and the visual field of macular holes(MHs) were evaluated.METHODS: This prospective randomized controlled study, included 40 eyes of 40 patients with IMH who were treated with pars plana vitrectomy and peeling of the internal limiting membrane. They were grouped by random digital table. Twenty-one eyes underwent incomplete fluidair exchange(IFA) and 19 eyes underwent traditional complete fluid-air exchange(CFA) as the control group. Outcomes included best-corrected visual acuity(BCVA), intraocular pressure, and optical coherence tomography, light adaptive electroretinography, and visual field evaluations.RESULTS: All MHs <400 μm were successfully closed. BCVAs before and 6 mo after surgery were 0.82±0.41 logMAR and 0.28±0.17 logMAR in IFA group and 0.86±0.34 logMAR and 0.34±0.23 logMAR in CFA group, respectively. The electroretinogram analysis of patients in IFA group revealed increases in b-wave amplitudes at 1, 3, and 6 mo after surgery. Additionally, patients in IFA group showed an amplitude increase of 28.6% from baseline at 6 mo(P<0.05), while no obvious improvements were noted in CFA group. Although there were no statistically significant improvements in either group, the IFA group showed a slight increase in mean sensitivity(P>0.05).CONCLUSION: IFA is a reliable method that offers comparable closure rate to CFA and facilitates improvements in visual function.

大型永磁同步电机内外双循环强化散热性能模拟

针对高铁大型永磁同步牵引电机转子区域散热困难、内部温升分布不均匀的问题,在机壳水冷电机结构基础上的定子铁芯外表面处增设轴向矩形风道,并结合气隙、转子减重孔形成内外双循环散热结构,探究降低定子、绕组部位温升和提升电机内部散热均匀性的影响规律.首先通过Ansoft Maxwell平台仿真得到双循环散热结构在额定工况下各部件损耗值,同时为了更好模拟转子旋转带动气隙中的空气流动,对气隙进行分层处理,采用流-固耦合的有限元分析法模拟研究单、双循环散热结构下电机内部空气流动特性以及温升规律.结果表明,内循环风冷结构使电机内部空气流速显著提高,表面平均换热系数也显著提升,转子区域的热量会随着空气的流动更多地传给温度相对较低的定子区域及机壳,同时减少热量向转子部位传递,从而使转子和永磁体的温升降低.在此基础上,采用正交分析法对矩形通风孔的截面积、数量、高宽比进行结构参数优化,并采用温升分布均匀性系数对电机进行温升评价,得到最优方案下电机最高温升相比单循环散热结构降低12.1K,电机整体温升分布均匀性提升16.54%.

蒸汽烫漂与热风干燥箱流场优化设计及仿真

农产品的烫漂与干燥是农产品加工的关键技术。农产品蒸汽烫漂与热风干燥箱是集烫漂与干燥一体的新型农产品绿色保质低碳智能干燥技术装备。农产品蒸汽烫漂与热风干燥箱内部流场均匀性直接影响着农产品烫漂与干燥效果。为提高其内部速度均匀性与温湿度均匀性,同时减少冷凝现象发生,采用计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)方法建立蒸汽烫漂与热风干燥箱模型,对其送风方式和送风口数量进行研究。结果表明:侧送侧回的送风方式在速度场以及温湿度场的均匀性总体优于上送下回,能量利用系数提高约18%,箱内壁面冷凝面积小于上送下回。仿真研究表明,当送风口数量为4个时,箱内的温度场和相对湿度场均匀性更好,能量利用系数最高。试验表明,蒸汽烫漂与热风干燥箱的试验值和仿真值最大温度偏差为2.3℃,相对湿度误差不超过1.3%,误差在合理范围内,仿真结果可靠,研究结果可为农产品低碳智能干燥新技术的研究提供参考。

基于流固耦合的正压呼吸面罩抗变形分析

随着正压呼吸防护装备的设计向轻量化方向发展,面罩的厚度逐渐降低,在实际的使用过程中,送风系统产生的进气流量导致面罩存在变形的问题。为研究不同材质的呼吸防护面罩的抗变形能力,采用流固耦合数值模拟及实验验证的方法,分析PP、PET、PVC 3种材质对进气流量的抗变形能力,并且,结合不同环境温度对面罩变形量的影响进行综合分析。结果表明,进气量对PP材料的影响较大,PVC次之,PET变形程度最小;在380 L/min的进气流量下,PP变形量约为3.7 mm,PET变形量约为1.6 mm;除此以外,在不同环境温度下,对3种材料进行变形分析发现,环境温度对PVC的影响较大,PP次之,PET变形程度最小。综合以上分析结果,选择PET材料作为正压呼吸面罩材料。

气垫带式输送机供气方式改进

气垫带式输送机因为将传统滚动摩擦替换为空气摩擦,所以总功率应该小于普通带式输送机,然而实际中功率消耗并不小。存在原因有供风方式不合适,造成很大的能量损耗,甚至出现空载飘带现象。通过改变供风方式,可以合理控制风压和风量,使输送带能够平稳支撑并运行。在保证气室大小及形状及总流量不变,只改变入口数量的情况下,通过ANSYS分析不同供气情况下气膜的压力分布情况,结果显示分流后气膜压力显著增大。

汽车空调流体管路的气动噪声分析与优化

以汽车空调风道为研究对象,在Fluent中采用RNG模型和LES模型对管路进行稳态和瞬态计算,对风道出口风量进行试验验证,并采用声类比法计算风道出风口的噪声。根据仿真分析结果,采用响应面法,以出风口1管路的转角半径、出风口2管路左、右管壁的移动距离为设计变量,以出风口2的风量占比为优化目标对空调管路的结构进行优化。最后对优化前、后的管路进行了流场和声场对比分析。结果表明,与原模型相比,优化后风道出风口2的风量比例由20.75%提升到了25.25%,出风口的噪声下降最大值为5.15dB。

基于CFD的YJ17卷烟机风室流场分析与优化设计

目的针对ZJ17卷接机YJ17供丝系统中烟丝堵塞、竹节烟和烟支标偏大的现象进行改进。方法采用流体仿真分析软件Solidworks Simulation模拟分析、正交实验及试验验证的方法,设计优化YJ17供丝系统的风室装置,通过模拟仿真不同正压风入口形状、数量、位置对设备运行效率、产品质量的影响,找到三者最优的参数组合。模拟分析发现,在正压风入口形状为圆形,正压风入口数量为3个,正压风入口距离气室边缘的距离为15mm时,风室气流分布更均匀,同时烟丝在离开抛丝辊后受到的下吹风力最大,可使烟丝快速到达吸丝带。结果气室经改进后烟丝堵塞次数降低了39.3%,SD值(20支烟支质量标偏)降低了25%,有效提升了设备的运行效率和卷烟产品的质量。结论基于仿真及正交实验结果,优化了风速出风口位置和直径,气室的流场分析结果可为烟丝吸丝成型及风室结构优化提供一定技术支持。

基于流体域仿真的高速风机气浮箔片轴承动静特性研究

气浮轴承特性对高速风机转子稳定性有显著影响,气浮轴承的静特性与动特性计算是准确获得转子系统失稳转速的基础。通过建立气浮轴承物理模型,以及对应的流体域模型,设定气浮轴承工作状况下的参数,模拟其在工作状况下的流体域分布情况,调整轴心位置,找到标准工作状况下的轴心位置,实现气浮轴承的静特性计算。在静特性计算的结果的基础上,赋予轴颈同频的扰动,模拟流体域分布情况,得到在给定扰动情况下轴颈的受力情况,根据力的变化求解得到气浮轴承对应的刚度系数与阻尼系数,实现气浮轴承动特性的计算。结果表明:随着转速的不断提升,稳定时的轴心位置会逐渐向气浮箔片轴承的圆心靠近;在一定的工作转速范围内,轴承的直接刚度系数随着转速的提升而下降,直接阻尼系数则在工作转速范围内下降到达低值后上升。分析气浮轴承的特性系数与转速之间的变化规律,可为开展转子系统动力学研究提供理论基础。

送风参数对老化箱内部温湿度场的影响研究

利用老化箱对机械电子元件进行老化筛选,能有效提高产品的可靠性。老化箱内部温湿度场的均匀性决定了其整体性能,这对老化箱功能有至关重要的影响。为了提高老化箱的性能,基于流体力学原理,利用CFD(computational fluid dynamics,计算流体力学)仿真软件对老化箱简化模型进行仿真模拟,并根据仿真结果确定老化箱内部速度场与温度场的分布情况,以优选不同送风温度、送风速度和送风角度组合下的送风方案。仿真试验采用正交试验法,以送风温度、送风速度和送风角度为试验因素,以能量利用系数、温度不均匀系数和相对湿度不均匀系数为评价指标。通过对仿真试验结果进行极差和方差分析可知,送风角度对能量利用系数的影响最显著,送风温度对温度不均匀系数和相对湿度不均匀系数的影响最显著。针对3个评价指标,得到3种最优方案:送风温度为90℃、送风速度为10 m/s、送风角度为0°,送风温度为90℃、送风速度为12 m/s、送风角度为-10°,以及送风温度为90℃、送风速度为8 m/s、送风角度为0°。最后,开展了老化箱内部温湿度测量实验,并与仿真结果进行了对比。结果表明,仿真结果与实验结果的相对误差较小,均在合理范围内,验证了仿真试验的可靠性和有效性。研究以提高老化箱性能和能量利用率为导向,可为同类老化箱的设计及其送风参数的设置提供参考。

畜禽车厢体内温度和流场数值CFD模拟及验证

为研究畜禽运输车厢体内环境的分布情况以及对温度场进行评估,利用计算流体力学(CFD)的方法,模拟出在空载及满载条件下内气流流场和温度场的分布情况,同时根据空载模拟结果提出优化方案并模拟。测量与分析厢体内关键位置的温度和风速,并与模拟值比较。结果表明:模拟空载时模拟值与测量值最大绝对误差1.7℃,模拟得到厢体的温度分布变化情况和测量值所得结果一致,风速值相对误差范围在3%以下的有22个点。优化后厢体内温度均匀度改善明显,温度变化幅度小;满载时,温度分布与空载相似,但整体温度有些许上升。验证CFD模型的正确性,为优化提供可靠基础。

不同操纵方式对十字伞滑翔性能的影响研究

为拓展十字伞的应用场景,提高十字伞的滑翔能力,采用数值模拟手段研究不同操纵方式对十字伞滑翔性能的影响。方法一是从伞绳收口的角度,通过对十字伞的伞绳进行不同程度的收口形成角空气喷口,达到操纵十字伞的目的;方法二是从改变伞衣几何透气性的角度,通过加装排气扰流板并使其偏转不同的角度,达到操纵十字伞的目的。数值结果表明:角空气喷口中的伞绳收口程度对十字伞俯仰角的变化影响较为显著,十字伞俯仰角最大可达2°;排气扰流板的偏转角度则对十字伞侧向力的影响较为显著,在偏转角达到30°时,侧向力达到最大,为47.3 N。2种操纵方式均能够使十字伞具备一定的滑翔能力。

基于流固耦合的牵引电机流动特性分析

为了研究电机轴向通风冷却系统的电动机内部情况,本文以某大型矿用电动车轮牵引电机为例,对其轴向通风冷却与传热进行了研究。基于流体力学以及传热学理论,结合电机轴向通风性能以及结构特点,建立了电机三维流动与传热耦合求解的有限元模型,并给出基本假设与相应的边界条件。通过计算电机内部的电磁场和温度场,采用有限体积法对三维流体场和温度场控制方程进行耦合,避免了利用经验公式计算模型间的换热系数带来的误差,能够获得更加精确的温升及冷却结果。在此基础上,通过对电机进行流固耦合计算,研究流量分配对通风冷却效果的影响,进而在原有模型上分析不同流量、不同定子流道、不同流道宽度对电机温度场及流阻的影响,并提供优化流道从而有效降低电机最热温度区域。通过对实际运行车辆电机温度场及冷却阻力监控验证了仿真计算的准确性。通过流固耦合分析方法将有助于电机的散热优化设计,为更大功率的电机综合物理场的准确计算提供了理论依据。

有限空间空气稳定性下人员呼吸过程暴露风险分析

以人体呼吸微环境为研究对象,通过全尺寸双人实验与数值模拟方法对有限空间空气稳定性下人员在其呼吸过程中暴露风险进行分析.研究表明:在呼吸气流的初始释放阶段,个体暴露水平主要取决于呼吸活动.随着污染物距离污染源越远,有限空间空气稳定性与通风方式对呼吸微环境中的人员暴露情况的影响越来越重要,且这种影响具有时间无关性.在稳定型中,由于周围分层空气的限制作用,呼出的污染物具有更强的保持其沿初始惯性力方向传播的能力,不易扩散;不稳定型易破坏污染物沿其初始惯性力方向传播的能力,加快污染物的扩散,可以减少室内人员对呼吸微环境中污染物的暴露情况.本研究在控制污染物传播,降低疾病传播风险,保证人体健康方面具有理论及实际意义.

动态下某电子工厂外延工序工艺设备排风对洁净室气流组织的影响研究

近年来国内外针对工艺设备对电子工厂洁净室气流组织影响开展相关研究,但均未考虑工艺设备排风的影响。针对是否考虑工艺设备排风时某电子工厂外延工序洁净室流场进行CFD模拟对比分析,发现两者偏差很大。动态下外延工序工艺设备设有排风,工艺设备排风对洁净室速度、压力分布等影响较大,必须考虑工艺设备排风对洁净室气流组织的影响。为了获得准确的工艺设备排风量,对比分析了利用生产系统排风管单个传感器采集的排风量和现场多点测试得到的机台排风量之间的差异,并将两组数据分别作为工艺设备排风量输入条件进行洁净室气流组织仿真模拟,通过仿真与测试数据对比分析,发现采用第二种方法得到的模拟结果与实测数据吻合很好,验证仿真模拟结果的准确性。并得到了动态下外延工序洁净室速度、压力分布等真实气流组织情况。

带同轴引气激光制孔中的气动特性分析

针对锥形激光加工器在航空发动机热部件冷却孔加工过程中的吹渣效果,研究了射流冲击孔板附近的流场特性及其影响因素。针对同轴高压气体撞击带盲孔平板的射流结构,采用数值模拟方法,分析了不同进气压力p_(int)(0.2~1.5 MPa)、射流间距H/De(3.6,5.6,7.6)和冲击角度α(30°,45°,60°,90°)对盲孔附近气体动力学性能的综合影响。研究结果表明,当H/De为3.6时,随进气压力的增大,盲孔附近的气体动力学性能呈现先逐步提高后剧烈下降的趋势,较好工作压力为1 MPa;当射流间距H/De达到5.6及以上时,适当地增大喷嘴压力可以提高盲孔附近气流的气动水平,但提升有限。随着冲击角度α减小,盲孔内流出质量流量逐渐增大,α为30°时较垂直射流提升约11倍,但在冲击表面上气体的剪切流动随冲击角度减小逐渐变弱。

低负荷下CFB锅炉二次风优化对NO_(x)排放影响的数值模拟

为控制循环流化床(circulating fluidized bed,CFB)锅炉低负荷下NO_(x)的原始排放,以某350 MW超临界CFB锅炉为研究对象,基于计算颗粒流体力学(computational particle fluid dynamics,CPFD)方法对40%负荷下燃烧过程进行数值模拟。分析了不同二次风角度、新增二次风量对NO_(x)排放的影响。结果表明:随着射流角度的减小,炉膛出口NO浓度逐渐降低,CO浓度无明显增加。部分二次风上移后炉膛密相区氧浓度降低,不完全燃烧增加,还原性氛围增强,抑制了NO的生成。当新增风量从10%增加到30%时,NO排放浓度降低了17.2%。但随着比例的进一步提高,炉膛密相区的缺氧环境造成燃烧效率下降,温度大幅降低。因此,在不影响燃烧的前提下可以通过提高新增二次风比例来降低NO的原始排放浓度。

基于CFD的JWF1217型梳棉机滤尘管道气流分析

为了探究JWF1217型梳棉机滤尘管道内风量风压分布的合理性,建立了管道流体域模型,基于计算流体动力学(CFD)理论,采用标准k-ε湍流模型对其进行数值模拟,并根据计算结果分析管道内速度场和压力场分布。模拟结果表明:在主管道吸口800 Pa负压吸风条件下,管道内气流流动顺畅,仅在梳棉机拐角处和管道连接处出现少量涡流;管道内压力分布合理,能量消耗少,负压利用率高;各吸风点的风量风压分配符合实际生产要求。认为:JWF1217型梳棉机滤尘管道结构能合理分配气流,主管道拐角处采用大圆弧平滑过渡气流,主、支管道连接处采用主管道尾端渐宽结构,有效减小压力损失和能量消耗,有效提高了滤尘管道的吸尘能力。

葡萄园喷雾牵引车翼型塔板仿真分析与优化设计

针对宁夏贺兰山区域葡萄种植环境与作物冠层特征,设计了一种带有浮动结构的翼型塔板导流装置,其浮动结构可依据不同生长时期的葡萄作物高度进行调整。利用计算流体力学(CFD)软件对塔板气流场进行仿真分析,以翼型浮动塔板出风口处高速气流区域的面积最大值为目标,通过正交分析获得浮动结构与固定结构最佳优化导流几何参数与导风锥参数。在塔板优化结果的基础上,针对浮动结构可调极限角度进行仿真分析,建立风送塔板结构仿真模型,得出其气流汇集的离地高度范围与有效喷施距离。按照设计参数加工装配塔板浮动结构,结合样机完成喷药效能试验。以建立的模型指导各时期葡萄的施药工作,为精准施药提供技术基础。试验结果表明,塔板气流场分布特点与仿真结果基本符合,风送塔板结构仿真模型可靠。

新型船用底部进气式脱硫塔流场分析

为改善船用脱硫塔内吸收液与烟气的交互程度从而达到提高脱硫效率的目的,将侧进气改为底部进气,加入聚气环和环状导流板,设计一种新型船用底部进气式脱硫塔。基于有限体积法和欧拉-拉格朗日法建立仿真模型。通过Fluent软件对船用脱硫塔正常工作时的内部流场进行仿真分析,以烟气流速分布均匀性和流动阻力为评价标准对比原始模型和改良模型。结果表明:改良模型的烟气流速分布均匀性比原始模型的提升了70%~85%,而流动阻力增加了约25%。

平流层飞艇载荷舱电子设备散热仿真分析

飞艇载荷舱电子设备的温度极大地影响了其工作可靠性,随着飞艇载荷舱应用途径的拓展,载荷总功率不断增长,设备设计功耗及热流密度显著提升,但平流层气体密度仅为地面的1/18,对流散热能力差,散热问题逐渐成为制约技术发展的关键问题。文章为了解决高载荷功率下的散热痛点,引入了两相流体回路散热方法,探究其与风扇强迫散热的散热能力,在分析载荷舱电子设备传热特性的基础上,基于计算流体力学,设计了风扇强迫对流散热系统,同时提出一种采用1,1,1,2-四氟乙烷(R134a)流体回路对平流层载荷舱电子设备散热的方法,并使用表观热容法对其进行仿真,计算了两种散热方式下飞艇载荷舱的温度场和流场,得到了两种方式的散热能力。仿真结果表明,风扇的散热极限工率约为591 W,两相流体回路方式散热可以解决700 W的散热需求,使用风扇散热可以满足基本散热需求;使用两相流体回路方式散热可以对平流层飞艇载荷舱电子设备进行有效热控,为平流层大功率电子设备散热的设计和计算提供思路。