国家自然科学基金(50976071)
- 作品数：11 被引量：28H指数：3
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- 相关机构：上海理工大学上海健康医学院更多>>
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- 相关领域：医药卫生理学水利工程动力工程及工程热物理更多>>
- 持续正压呼吸机压力发生器内部噪声源的数值模拟
- 2013年
- 噪声问题是呼吸机技术研发需要克服的重要环节。我们前期研究结果表明由德国emb-papst公司生产的一款专门用于持续气道正压(CPAP)呼吸机的压力发生器蜗壳部分有局部回流现象,叶轮部分流场速度出现局部不均匀,叶轮进口处存在局部负压,易导致噪声产生。本文在前期研究的基础上,利用专业的计算流体动力学(CFD)软件FLUENT,采用稳态雷诺平均纳维斯托克斯(RANS)的噪声源稳态求解,即结合Lilley方程以及合成湍流(Synthetic turbulence)的方法得到压力发生器内的速度波动,用这一特性来定性对压力发生器进行噪声预估。结果表明压力发生器叶轮进口处、蜗壳进口处、叶片边缘的交界面、蜗舌拐角处都存在不同程度的噪声源,在一定程度上影响整机性能,结构设计上有待改进。
- 程云章黄芳芳朱莉花
- 关键词：噪声计算流体动力学噪声预估
- 非线性系统随机过程对初始条件的敏感性
- 2014年
- 将作者所提出的基于混沌展开的动态自适应小波随机数值模拟方法进一步发展应用于对非线性随机对流-扩散Burgers方程的数值分析。不仅进一步显示了其各求解分量拥有独立的自适应小波网格特点,同时也为随机系统对干扰的敏感性分析:敏感区及其随时间的演变,提供了一个直接可应用的有效方法。数值实验的结果进一步验证了非线性系统对初始条件的敏感性,并初步揭示了输入扰动向高梯度区演变的规律。
- 任孝安吴文权
- 关键词：非线性对流扩散方程
- 随机过程数值仿真的精度实验与分析被引量：1
- 2012年
- 为了考核随机过程数值仿真中采用的混沌多项式展开,小波动态自适应网格等的可靠性和近似程度,本文构造了一个具有解析解的随机过程,随后进行数值仿真。比较了数值仿真结果与解析解,证明两者是相互一致的。说明所采用的数值仿真方法是成立和近似度是可以接受的。所进行比较的随机过程解析解是相对比较简单的,当对更复杂的情况需要进一步数值实验验证。在文中并讨论了影响数值仿真精度和增加数值仿真工作难度的因素。
- 吴文权任孝安
- 均布扰动流场中的随机对流-扩散过程
- 2013年
- 对空间均匀分布随机扰动输运速度场中的对流-扩散随机过程进行了数值仿真。目的在于揭示即使在输运速度场受均匀扰动情况下,其输出的待求函数同样表现出复杂的节点意义下的多尺度特性,即求解节点上,各待求未知分量具有各自的不同尺度分布。传统的网格细分(mesh-refinement)已不再适用。动态自适应小波空间细分(space-.refinement)使各未知分量具有各自独立的小波求解网格,从而有效地节省了计算量。
- 任孝安吴文权
- 随机对流扩散方程的数值仿真被引量：3
- 2011年
- 本文针对对流-扩散随机过程在随机输入(即随机输运和源项),作用下进行数值仿真。我们先将对流扩散随机微分方程中的随机函数采用有限项截断的多项式浑沌展开(Polynomial Chaos Expansion)展开,再由Galerkin映射法得到求解浑沌展开系数的确定性方程组。这是一个在物理空间包含多尺度解的大方程组。为此我们发展了多重网格求解器,在不同尺度网格叠代求解。给出了:1)有精确解的算例,以检验求解器的收敛性和精度;2)随机流场中的浓度对流扩散过程的数值模拟。
- 吴文权任孝安
- 关键词：多重网格
- 多级离心泵内部流场数值模拟与节能技术研究被引量：14
- 2010年
- 采用计算流体力学数值模拟Flunet 6.3.26分析软件,选取标准κ-ε湍流模型和SIMPLE算法模拟了D450-60×7型多级离心泵节能优化前后泵内流道三维湍流数值,并对比分析了采集实际工况运行数据。结果表明,优化后的多级离心泵叶轮和导叶内部流场分布更趋均匀合理、效率高、节约能源,与实际吻合,并验证了该软件的有效性,为改型优化提供了理论依据。
- 程云章张伟国骆宾海吴文权
- 关键词：多级离心泵流场数值模拟节能技术研究SAVINGSIMPLE算法三维湍流
- FFR值与冠动脉狭窄度的数值模拟被引量：2
- 2014年
- 目的:利用有限体积法对冠状动脉进行数值模拟,探讨不同狭窄程度的冠状动脉简化模型在舒张期血液的压力分布,并以此计算出(FractionalFlowReserve,FFR)FFR值,阐明冠状动脉不同狭窄程度与FFR值之间的关系,为冠状动脉狭窄的诊断提供参考。方法:以血流动力学基本原理建立不同狭窄度冠脉的物理模型,利用有限体积法,计算不同狭窄几何模型的速度、压力和壁面剪切力等血液流体动力学特征,利用开源软件OpenFOAM对人的冠状动脉不同狭窄程度的简化模型进行血流三维数值模拟。结果:计算获得了人的左冠状动脉不同狭窄程度的血流在舒张期压力分布图。当狭窄程度小于70%,FFR值下降缓慢;当狭窄程度在70%和90%之间内,FFR值下降速度明显加快,当狭窄程度大于90%时,FFR值急速下降,另外,当狭窄程度在大于80%之后,冠脉血管内血流流场的速度压力变化加大。结论:通过对不同狭窄度下冠脉血管血液流体动力学特性的计算,进一步说明有限体积法对冠脉狭窄的模拟问题的计算,人左冠状血管狭窄的百分数与冠脉的FFR值并不是呈线性关系,而是呈曲线样改变。
- 程云章胡嵬锋罗文香
- 关键词：冠状动脉CFDFFROPENFOAM
- 持续正压呼吸机压力发生器内部流场的数值模拟被引量：1
- 2011年
- 呼吸机的噪声问题一直是呼吸机发展至今重点研究的课题。众多资料表明,在呼吸机的噪声控制上,国内与国外先进水平相比仍有较大差距。本文与上海医疗设备股份有限公司合作,应用专业的计算流体动力学(CFD)软件FLUENT,选取标准k-ε湍流方程模型和SIMPLE算法,对家用持续气道正压(CPAP)呼吸机的压力发生器内部流场进行数值模拟,并对模拟结果进行分析讨论。结果表明,该CPAP呼吸机压力发生器蜗壳部分有局部回流现象,叶轮部分流场速度出现局部不均匀,叶轮进口处存在局部负压,易导致噪声产生,影响整机性能,因此其设计有待改进。
- 程云章朱莉花张伟国吴文权
- 关键词：计算流体动力学数值模拟噪声
- 冠状动脉搭桥血流动力学数值模拟被引量：4
- 2014年
- 目的深入研究缝合区附近的血流动力学特性,这对于了解内膜增生的发生机制以及提高冠状动脉搭桥畅通率有重要的指导与临床意义。方法通过运用三维重建软件和逆向工程软件从CT医学图像中重建出弯曲冠状动脉模型,并考虑移植管缝合到冠状动脉上时端口的变形。采用有限体积法数值研究的方法,模拟冠状动脉搭桥术中下游缝合区附近的血液流动的流场。结果临床上常出现内膜增生的位置都存在不正常的血流动力学现象,缝合前端和缝合后端都出现了严重的回流现象。结论在冠状动脉旁路移植术中,移值管远端应缝合到曲率较小的冠状动脉上。
- 罗文香程云章胡嵬锋刘涛
- 关键词：冠状动脉搭桥血流动力学数值模拟内膜增生
- 基于CFD技术的Sarns离心式血泵流动特性分析被引量：3
- 2012年
- 目的应用专业计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)分析软件FLUENT,对一种具有长短叶片的Sarns离心式血泵的内部流场进行三维数值模拟。方法利用Solidworks软件对Sarns型血泵进行三维建模,然后对所建模型网格处理,通过选取标准κ-ε湍流模型和SIMPLE算法,具体分析了内部流动状态、压力分布、壁面剪切力等流场特性。结果结果表明,该离心泵内部流场分布较不匀,叶片及血泵出口处有回流和旋涡现象,剪切力大小基本处于致红细胞破碎的临界状态之下,高转速下剪切力最大,主要分布在叶轮区域,但暴露时间极短,基本满足血液生理要求。结论该研究为Sarns血泵的进一步优化提供了理论基础。
- 程云章朱莉花张伟国
- 关键词：血泵血栓溶血剪切力计算流体动力学
