王芳群
- 作品数：39 被引量：106H指数：6
- 供职机构：江苏大学电气信息工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金江苏省高校自然科学研究项目江苏高校优势学科建设工程资助项目更多>>
- 相关领域：医药卫生电气工程自动化与计算机技术水利工程更多>>
- 给排水管网系统中大口径弯管的设计和水力分析
- 2014年
- 给排水管网运行状态的好坏直接影响到供水的压力和水量,影响到服务质量。因此,给排水管网在给排水系统中占据着重要的位置。在管网管道铺设和维修的施工过程中,由于受到地理环境和施工材料的影响,弯管现场制作是不可避免的。目前,弯管制作主要依赖于作业人员的施工经验,由于现场尺寸测量缺乏有效的测量手段,误差很大。同时,对于复杂的施工现场,在大口径弯管的量算和制作存在较大的难度,影响到灌溉管网的施工进程。提出使用测距仪和全站仪,在施工现场进行数据测量的方法,达到快速、方便、准确地测量到对接管道的空间数据。然后,根据现场测量的数据,确定了对接管道中大口径弯管的连接方案和设计方案。最后采用计算流体力学数值方法,分析了弯管结构和参数对弯管内流场和水力损失的影响,为弯管参数的设计优化提供依据。
- 王芳群温太阳潘雨青顾炜张义朱程伟
- 关键词：给排水管网水力分析
- 计算流体动力学在叶轮式心脏泵中的应用研究被引量：3
- 2006年
- 造成溶血、血栓等血液破坏现象的内在原因之一是血液的动力学行为。研究表明,不规则的流动模式尤其是切变流中产生的机械切应力直接导致血液的破坏。计算机技术的迅速发展使得微观动力学的数值模拟成为可能。本文针对基于流线型设计的叶轮心脏泵和直叶片叶轮心脏泵,应用计算流体动力学对其内部的流动行为进行了数值模拟。分析两种心脏泵的内流场和切应力分布,认为在相同的边界条件下,流线型设计的叶轮心脏泵要比直叶片心脏泵更符合血液动力学的要求,对血液的破坏较小。
- 王芳群钱坤喜
- 关键词：溶血血栓血液动力学计算流体动力学
- 微型心脏泵用电机的齿槽转矩数值分析与优化设计被引量：1
- 2021年
- 微型心脏泵用电机需要满足可植入性强、高血液相容性的特殊要求。电机定子电枢和永磁体之间的相互作用产生的齿槽转矩,使心脏泵在泵血过程中会有摩擦、振动、噪声。依据最简单3槽2极的单元电机模型,在前期研制的6槽4极样机的基础上,设计了9槽6极心脏泵用永磁电机,对齿槽转矩的产生原理进行了分析,并依据该原理运用磁极偏移法对9槽6极的齿槽转矩进行了削弱优化设计。通过有限元法对使用不同极槽配比的电机进行分析优化,通过比较优化前后的齿槽转矩、电磁转矩、转矩脉动、反电动势等数值,验证了该方法的有效性。结果表明,优化后的电机电磁转矩增加了14.3%,转矩脉动降低,有利于心脏泵用电机高效、稳定运行。
- 钱锋何汉高宇王芳群
- 关键词：心脏泵永磁同步电动机齿槽转矩转矩脉动磁极偏移
- 基于左心辅助的血液循环系统的控制研究被引量：6
- 2016年
- 本文提出一种基于左心辅助的血液循环系统控制模型,该模型由左心血液循环系统和旋转式心脏泵模型耦合而成。考虑心脏泵的水力特性,根据泵相似性原理提出了新型旋转式心脏泵的数学模型。泵模型耦合心血管系统后采用七阶集总参数非线性空间状态方程表示,控制变量为电机转速。本文采用泵心脏舒张期最小流量变化斜率作为反馈机制,确保最大灌注量的同时避免抽吸。通过Matlab对模型进行仿真,结果显示在开环控制下,心衰患者的血液循环系统各项血液动力特性均有改善。当转速为9 000r/min时,经左心辅助的患者每搏心输出量由最初34mL/s提高至正常水平82mL/s,左心室压力-容积环向左偏移并且面积减小,说明辅助装置能够明显改善泵血不足并帮助心室卸载。若持续提高泵转速,当转速达到12 800r/min时,会发生抽吸异常状况,这是因为转速过高导致静脉回流量不足而形成的。经采用反馈控制后,系统可有效避免抽吸现象。本文研究结果表明,基于左心辅助的血液循环系统的控制模型能在确保足量灌注量的同时避免抽吸异常状态。该模型反映了左心辅助装置与心血管系统的交互作用,为左心辅助心衰治疗和生理控制策略设计提供理论依据。
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- 关键词：左心辅助装置血液循环系统心衰反馈控制
- 心室辅助装置延时模式对心血管系统血流动力学的影响
- 2022年
- 双心室辅助装置(BiVAD)因多输入输出过程的相互作用,其植入相比左心室辅助装置更具挑战性。同时,因心室辅助装置(VAD)在临床上常工作于定转速(CS)模式,BiVAD面临由此引起的系统搏动性低及体循环与肺循环血容量不平衡等问题。本文提出一种缩短VAD支持时间的延时辅助方案,应用数值方法观察延时模式对心输出量、血流搏动性以及动脉瓣生理状态的影响,揭示系统的血液动力学变化规律。研究表明:与CS模式相比,本文提出的辅助方案通过延时设置可满足收缩期和舒张期内的最低灌注量要求,并能使保持关闭的动脉瓣恢复正常功能。主动脉瓣(AV)和肺动脉瓣(PV)开放比例随延时增长而上升,且流经AV/PV的血流量有助于左、右心血容量的平衡。此外,延时模式还可以提高动脉血流的搏动指数,有助于患者心室搏动功能的恢复。
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- 关键词：心室辅助装置数值仿真血流动力学
- 基于CFD的离心式人工心脏泵的溶血预测方法被引量：8
- 2006年
- 溶血的定量评价对于人工心脏泵的设计和研究十分重要。本研究应用CFD(computational fluid dynamics)技术,针对两种叶轮设计的离心血泵进行了数值模拟,计算得到了其内部的流线分布。根据溶血、切应力和暴露时间三者之间的幂函数模型,对血泵的溶血进行了预测。最后,用溶血实验结果进行了验证。结果表明,在相同的边界条件下,流线型叶轮泵内的溶血值要小于直叶片叶轮泵,与溶血实验结果一致。可见,应用CFD实现溶血的定量计算是可行的,溶血、切应力和暴露时间之间的幂函数模型能较好地反映血泵的溶血性能。
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- 关键词：溶血切应力CFD
- 新型永磁悬浮轴承在透平机及心脏泵中的应用被引量：3
- 2011年
- 为验证永磁悬浮轴承在旋转时能否实现转子的稳定悬浮,将自行设计的新型永磁悬浮轴承应用到透平机和离心式心脏泵中,并利用Hall传感器分别测量二者转子旋转时的偏心距,用速度传感器分别测量二者的旋转速度.发现当转速高于某一临界值(透平机为1 800 r.min-1,心脏泵为3 250 r.min-1),透平机和心脏泵的转子偏心距均会明显小于转子和定子的间隙0.15 mm,转子脱离了定子并保持了稳定悬浮.结果表明:高速旋转的悬浮体所具有的陀螺效应能够使永磁悬浮转子稳定平衡;在静止或转速很低的情况下,永磁悬浮转子不能保持稳定的旋转;一旦转速超过某一临界值,它就会获得陀螺效应并借此达到5自由度的稳定悬浮.
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- 关键词：永磁轴承心脏泵透平机陀螺效应
- 基于数值方法预测导管泵血栓被引量：2
- 2019年
- 目的应用计算流体力学(computational fluid dynamic, CFD)技术,针对一款自行设计的导管泵进行数值研究,预测其水力性能和血栓形成风险。方法选用Grigioni与Danny Bluestein分别提出的血栓预测模型,并结合CFD技术计算血小板运动过程受到的剪切力与曝光时间,从而获得血小板活性状态(platelet activation state, PAS),实现对导管泵血栓的预测。结果流量为4L/min、转速为10000r/min时,导管泵扬程为14.763kPa,可满足左心室辅助的要求;Grigioni与Danny Bluestein预测模型下的PAS分别为6.35×10^-6和7.68×10^-4,数值较小,血栓形成性较低。结论探索基于数值方法的血栓预测的可行性,并预测导管泵的水力性能和血栓形成可能性,为后续的设计优化提供依据。
- 王芳群吴怡吉敬华贺万堑吴义荣
- 关键词：血栓计算流体力学
- 导管泵辅助模式对心血管和冠状动脉血流动力学的影响
- 2023年
- 通过构建基于经皮导管泵辅助模式的心血管及冠状动脉系统的集中参数模型,采用数值仿真方法研究冠状动脉狭窄对患者血流动力学的影响,以及导管泵对冠状动脉系统的影响.研究结果表明:不同的导管泵辅助模式均可有效提高左主干狭窄合并心力衰竭患者心血管的心输出量,帮助左心室卸载;导管泵的变转速辅助模式和定转速辅助模式均可有效提高狭窄情况下冠状动脉的血液灌注量和冠脉血压,维持血流动力学的稳定;当左主干狭窄程度分别为60%和80%时,变转速辅助模式可分别辅助提高左主干血流量38.1%和47.4%,且均高于定转速辅助模式;相较于定转速辅助模式,变转速辅助模式在提高心输出量、狭窄冠脉的血流量以及提高血流的搏动性等方面,具有较明显的优势.
- 王芳群张志豪朱凤莲张瑶徐凡何辰杨
- 关键词：冠脉狭窄血流动力学
- 心脏泵透皮能源传输系统的试验
- 2012年
- 人工心脏大多通过穿过皮肤的导线进行供电,人为制造了一个可能的感染源,且给病人的日常生活造成很多不便,为了解决这一问题,设计了一套透皮能量传输系统,利用电磁感应原理通过非接触耦合进行能量传递,实现人工心脏植入人体后的无线能量传输.试验研究了该系统变压器次级线圈匝数、开关频率及变压器气隙的大小对系统性能的影响.结果表明:变压器初级线圈30匝、次级线圈60匝时,传输效率最高,性能最好;开关频率为40 kHz时,系统传输效率最高;透皮能量传输系统的传输效率随变压器气隙的增大而减小,当气隙在0～3 mm范围内时效率在60%～80%之间;气隙超过3 mm时效率明显降低.
- 荆腾徐红霞王颢王芳群钱坤喜
- 关键词：电能传输非接触无线通信
