双叶机械主动脉瓣产生的非生理性流动模式与瓣膜置换术后的血栓栓塞密切相关。研究不同瓣叶形状如何影响此类瓣膜的流场特性有助于优化瓣叶设计,以改善血流动力学性能并减少术后并发症。本研究利用临床CT影像数据创建了真实的主动脉根部硅胶模型,建立了体外脉动流系统来模拟周期性血流。采用粒子图像测速技术捕捉直瓣叶和弯瓣叶双叶机械主动脉瓣下游周期性流场,分析瓣叶形状对速度分布、涡流动力学、粘性切应力(VSS)和雷诺切应力(RSS)的影响。结果表明弯曲瓣叶减少了对主动脉窦的冲击,减轻了高速度造成的内皮细胞损伤。弯曲瓣叶设计还能增加有效流通面积,防止血液停滞,降低凝血因子的局部浓度,从而降低血栓形成的风险。直瓣和弯瓣的最大VSS分别为1.93 N/m 2 和1.87 N/m 2 ,而RSS分别达到152 N/m 2 和118 N/m 2 。弯曲瓣叶可最大限度地减少湍流切应力对血细胞的影响,减少血小板活化并降低血栓栓塞的发生率。优化瓣叶曲率为增强双叶机械主动脉瓣的血流动力学性能提供了一种有希望的途径。弯曲设计也可能更适合老年患者或心脏射血能力降低的患者,从而改善手术效果和康复。
强烈的涡流梁有望赋予吸引人的现象和在高功率激光 - 物质相互作用中的应用。当前,多个涡流束的叠加显示了量身定制和增强涡流场的独特能力。但是,产生此类光束的传统策略遭受了大量或/和低激光诱导的损坏阈值的影响,从而阻碍了实际的广泛应用。在此,提出了一个高阈值跨表面,并通过实验证明了多个共线涡流梁的产生和叠加。该方案通过在方位角方向采用切片相模式的概念来利用元图设计中仅相位调制的高转换效率。实验可以实现具有增强强度和稳定空间传播的光点。此外,飞秒激光诱导的嵌入二氧化硅玻璃中的双重双向纳米结构被用作具有高光学效率的构件。透射率大于99.4%,并且在实验中验证了激光诱导的损伤阈值高达68.0 J/cm 2(在1064 nm,6 ns)的损伤阈值。考虑到这些出色的性能,所证明的高阈值超脸在许多高功率激光场中具有有希望的应用。
计算流体动力学(CFD)可用于模拟血管血流动力学并分析潜在的治疗选择。CFD已证明对改善患者预后有益。但是,尚未实现CFD的实施CFD。CFD的障碍包括高计算资源,设计模拟设置所需的专业经验以及较长的处理时间。这项研究的目的是探索使用机器学习(ML)以自动和快速回归模型复制常规主动脉CFD。用于训练/测试的数据该模型由对合成生成的3D主动脉形状进行的3,000个CFD模拟组成。这些受试者是由基于实际患者特异性主动脉(n = 67)的统计形状模型(SSM)生成的。对200个测试形状进行的推理导致压力和速度的平均误差分别为6.01%±3.12 SD和3.99%±0.93 SD。我们的基于ML的模型在 * 0.075秒内执行了CFD(比求解器快4,000倍)。这项概念验证研究表明,可以在自动过程中使用ML以更快的速度且准确性地使用ML复制常规血管CFD的结果。
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摘要:激光熔化沉积 (LMD) 近来因生产近净形零件和修复磨损部件而受到工业领域的关注。然而,LMD 在熔池动力学和流体流动分析方面仍未得到探索。在本研究中,计算流体动力学 (CFD) 和分析模型已经开发出来。流体体积和离散元建模的概念用于计算流体动力学 (CFD) 模拟。此外,设计了一个简化的数学模型,用于单层沉积,其中激光束衰减比是 LMD 工艺固有的。这两个模型都通过 Ti6Al4V 合金在 Ti6Al4V 基体上的单道沉积实验结果进行了验证。实验和建模之间有密切的相关性,只有一些偏差。此外,还设计了一种跟踪熔体流动和相关力的机制。模拟显示,由于同轴添加粉末颗粒,LMD 仅涉及传导模式熔体流动。在激光束前方,熔池呈现顺时针旋涡,而在激光点位置后方,则呈现逆时针旋涡。打印过程中,一些部分熔化的颗粒试图进入熔池,导致熔体材料内发生飞溅。在层沉积后确定了熔化状态、糊状区域(固体+液体混合物)和凝固区域。这项研究深入了解了 LMD 打印背景下的熔体流动动力学。
更好地了解它们的动态,进而提高我们模拟熔岩流行为的能力。最近开发了新的摄影测量方法,将摄影测量范式从纯方法转变为多学科方法,能够降低火山监测成本并拓宽潜在的应用范围。在这项工作中,我们展示了如何有效地使用多视图和单视图摄影测量方法从对活跃熔岩流进行例行调查期间拍摄的照片中提取准确的定量信息。这些方法的一个有趣的优势是它们可以重复使用以前获取的图像来从过去的喷发中提取新数据。特别是,我们定量重建了 2004-05 年在埃特纳火山形成的熔岩流场的演变,分为五个喷发阶段,从最早的简单熔岩流到大约六个月后的最终复合熔岩场。我们的结果表明,在喷发的第一周,熔岩场形成的特点是熔岩长度增加,遵循幂律增长,而前沿速度也遵循幂律降低。此后,长度几乎保持不变,直到发达的熔岩管系统能够将熔岩排出很长的距离,被熔岩淹没的区域在前 20 天内呈线性增长。最后,我们展示了同喷发 DEM 采集对提高我们的理解可能发挥的关键作用
为了给舰载机的适航性提供参考,本文对尾喷流场及其对飞行甲板的影响进行了研究。首先建立了航空母舰和舰载机的几何模型,并在此基础上划分了非结构化四面体网格进行数值分析。然后,本文对4架舰载机在舰首准备起飞时尾喷流场进行了数值模拟,以评估其对喷气导流板(JBD)和飞行甲板的影响。分析过程中采用了标准k-ε方程、三维N-S方程和计算流体力学(CFD)理论。在求解方程时,还考虑了风和射流的热耦合。利用CFD软件FLUENT模拟给出了速度和温度分布。结果表明:(1)该解析方法可以用于模拟具有复杂几何模型的气动问题,且结果可靠性高;(2)通过分析可以优化安全工作区、JBD安装方案和起飞位置布置。
1 2 3 4 MD-82 商用客机头等舱的精确高分辨率边界条件和流场 6 7 刘伟 1 , 温继洲 1 , 赵江月 1 , 尹伟友 1 , 沈晨 1 , 赖代一 1 , 林朝欣 8 2 , 刘俊杰 1 , 孙河江 1,* 陈庆艳 1,3 9 10 1 天津大学环境科学与工程学院,天津 300072,11 中国 12 2 波音民用飞机环境控制系统,华盛顿州埃弗里特 98203,美国 13 3 普渡大学机械工程学院,印第安纳州西拉斐特 47907,美国 14 15 * 电子邮件地址:sunhe@tju.edu.cn 16 17 摘要 18 19商用客机客舱对于创造热舒适和健康的客舱环境至关重要。除了客舱几何形状和家具外,流场还取决于扩散器处的热流体边界条件。为了研究客舱内的流场,本文介绍了一种获取客舱几何形状、扩散器边界条件和流场的程序。本研究使用激光跟踪系统和逆向工程生成了 MD-82 飞机客舱的数字模型。尽管该系统的测量误差很小,但仍然需要近似和假设以减少工作量和数据量。几何模型还可用于轻松计算空间体积。采用热球风速计 (HSA) 和超声波风速计 (UA) 组合来获取扩散器处的速度大小、速度方向和湍流强度。测量结果表明,实际客舱内的流动边界条件相当复杂,速度大小、速度方向和湍流强度在不同缝隙开口之间差异很大。还使用 UA 测量 20 Hz 下的三维空气速度,这也可用于确定湍流强度。由于流动的不稳定性,应至少测量 4 分钟才能获得准确的平均速度和湍流信息。结果发现,流场速度低、湍流强度高。这项研究为验证计算流体力学 (CFD) 模型提供了高质量数据,包括客舱几何形状、扩散器边界条件和 MD-82 商用客机头等舱的高分辨率流场。 关键词:客机客舱;客舱几何形状;流场;实验;扩散器 41 42 1. 引言 43 44 商用客机客舱中的空气分布用于维持乘客和机组人员的热舒适度 45 和空气质量。这些空气分布可以控制空气温度和 46 空气速度场,并可以稀释气体和颗粒浓度。尽管 47 航空航天工业在过去 48 十年中已经改善了飞机客舱的热舒适度和卫生状况(Space et al.,2000),空气分配系统需要进一步改进。49
1 2 3 4 MD-82 商用客机头等舱的精确高分辨率边界条件和流场 6 7 刘伟 1 , 温继洲 1 , 赵江月 1 , 尹伟友 1 , 沈晨 1 , 赖代一 1 , 林朝欣 8 2 , 刘俊杰 1 , 孙河江 1,* 陈庆艳 1,3 9 10 1 天津大学环境科学与工程学院,天津 300072,11 中国 12 2 波音民用飞机环境控制系统,华盛顿州埃弗里特 98203,美国 13 3 普渡大学机械工程学院,印第安纳州西拉斐特 47907,美国 14 15 * 电子邮件地址:sunhe@tju.edu.cn 16 17 摘要 18 19商用客机客舱对于创造热舒适和健康的客舱环境至关重要。除了客舱几何形状和家具外,流场还取决于扩散器处的热流体边界条件。为了研究客舱内的流场,本文介绍了一种获取客舱几何形状、扩散器边界条件和流场的程序。本研究使用激光跟踪系统和逆向工程生成了 MD-82 飞机客舱的数字模型。尽管该系统的测量误差很小,但仍然需要近似和假设以减少工作量和数据量。几何模型还可用于轻松计算空间体积。采用热球风速计 (HSA) 和超声波风速计 (UA) 组合来获取扩散器处的速度大小、速度方向和湍流强度。测量结果表明,实际客舱内的流动边界条件相当复杂,速度大小、速度方向和湍流强度在不同缝隙开口之间差异很大。还使用 UA 测量 20 Hz 下的三维空气速度,这也可用于确定湍流强度。由于流动的不稳定性,应至少测量 4 分钟才能获得准确的平均速度和湍流信息。结果发现,流场速度低、湍流强度高。这项研究为验证计算流体力学 (CFD) 模型提供了高质量数据,包括客舱几何形状、扩散器边界条件和 MD-82 商用客机头等舱的高分辨率流场。 关键词:客机客舱;客舱几何形状;流场;实验;扩散器 41 42 1. 引言 43 44 商用客机客舱中的空气分布用于维持乘客和机组人员的热舒适度 45 和空气质量。这些空气分布可以控制空气温度和 46 空气速度场,并可以稀释气体和颗粒浓度。尽管 47 航空航天工业在过去 48 十年中已经改善了飞机客舱的热舒适度和卫生状况(Space et al.,2000),空气分配系统需要进一步改进。49
1 2 3 4 MD-82 商用客机头等舱的精确高分辨率边界条件和流场 6 7 刘伟 1 , 温继洲 1 , 赵江月 1 , 尹伟友 1 , 沈晨 1 , 赖代一 1 , 林朝欣 8 2 , 刘俊杰 1 , 孙河江 1,* 陈庆艳 1,3 9 10 1 天津大学环境科学与工程学院,天津 300072,11 中国 12 2 波音民用飞机环境控制系统,华盛顿州埃弗里特 98203,美国 13 3 普渡大学机械工程学院,印第安纳州西拉斐特 47907,美国 14 15 * 电子邮件地址:sunhe@tju.edu.cn 16 17 摘要 18 19商用客机客舱对于创造热舒适和健康的客舱环境至关重要。除了客舱几何形状和家具外,流场还取决于扩散器处的热流体边界条件。为了研究客舱内的流场,本文介绍了一种获取客舱几何形状、扩散器边界条件和流场的程序。本研究使用激光跟踪系统和逆向工程生成了 MD-82 飞机客舱的数字模型。尽管该系统的测量误差很小,但仍然需要近似和假设以减少工作量和数据量。几何模型还可用于轻松计算空间体积。采用热球风速计 (HSA) 和超声波风速计 (UA) 组合来获取扩散器处的速度大小、速度方向和湍流强度。测量结果表明,实际客舱内的流动边界条件相当复杂,速度大小、速度方向和湍流强度在不同缝隙开口之间差异很大。还使用 UA 测量 20 Hz 下的三维空气速度,这也可用于确定湍流强度。由于流动的不稳定性,应至少测量 4 分钟才能获得准确的平均速度和湍流信息。结果发现,流场速度低、湍流强度高。这项研究为验证计算流体力学 (CFD) 模型提供了高质量数据,包括客舱几何形状、扩散器边界条件和 MD-82 商用客机头等舱的高分辨率流场。 关键词:客机客舱;客舱几何形状;流场;实验;扩散器 41 42 1. 引言 43 44 商用客机客舱中的空气分布用于维持乘客和机组人员的热舒适度 45 和空气质量。这些空气分布可以控制空气温度和 46 空气速度场,并可以稀释气体和颗粒浓度。尽管 47 航空航天工业在过去 48 十年中已经改善了飞机客舱的热舒适度和卫生状况(Space et al.,2000),空气分配系统需要进一步改进。49