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人体上呼吸道内稳态气流运动特性的PIV初步试验研究 被引量:11
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作者 赵秀国 徐新喜 +2 位作者 谭树林 高振海 刘亚军 《实验流体力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期60-64,共5页
人体上呼吸道内气流组织形式的研究对于进行气溶胶在呼吸道内的沉积分析具有重要的意义。应用粒子图像速度仪(Particle Image Velocimetry,PIV)对人体上呼吸道内的稳态气流运动特性进行了试验研究,研究结果表明:口腔中、下部气流速度略... 人体上呼吸道内气流组织形式的研究对于进行气溶胶在呼吸道内的沉积分析具有重要的意义。应用粒子图像速度仪(Particle Image Velocimetry,PIV)对人体上呼吸道内的稳态气流运动特性进行了试验研究,研究结果表明:口腔中、下部气流速度略大,其它位置速度相对较小,咽部外壁气流速度较大,高速气流贴近喉部和气管内壁向下流动,在内壁形成高速区域。咽部外壁、喉部和气管内壁分布的气动剪切力较大,承受的气动负荷较大,容易造成壁面劳损和组织损伤。 展开更多
关键词 上呼吸道 气流运动 粒子图像速度仪 试验研究
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人体上呼吸道内气溶胶沉积的数值仿真研究 被引量:6
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作者 赵秀国 徐新喜 +3 位作者 孙栋 刘亚军 谭树林 高振海 《医用生物力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期90-95,共6页
目的研究人体上呼吸道内气溶胶沉积规律,分析呼吸模式对气溶胶沉积规律的影响。方法建立人体上呼吸道计算机数值仿真模型,采用计算流体动力学方法对人体上呼吸道内的气溶胶沉积进行数值仿真,分析气溶胶在上呼吸道内的沉积规律。结果人... 目的研究人体上呼吸道内气溶胶沉积规律,分析呼吸模式对气溶胶沉积规律的影响。方法建立人体上呼吸道计算机数值仿真模型,采用计算流体动力学方法对人体上呼吸道内的气溶胶沉积进行数值仿真,分析气溶胶在上呼吸道内的沉积规律。结果人体上呼吸道内不同部位气溶胶沉积率随惯性参数的增加而增加,人体上呼吸道内的呼吸流量和气溶胶性质对气溶胶在上呼吸道内的沉积模式影响较小,受到惯性碰撞和湍流扩散的影响致使在喉部气溶胶沉积最多。人体循环吸气模式下,气溶胶在人体上呼吸道内的沉积率高于稳态吸气模式下的气溶胶的沉积率。循环吸气模式下远大于循环呼气模式下气溶胶沉积率。结论惯性碰撞对于微尺度气溶胶沉积而言是主要的沉积机制,而湍流扩散、二次气流运动和环流气流运动对气溶胶在人体呼吸道内沉积同样具有重要的影响。 展开更多
关键词 上呼吸道 气溶胶沉积 惯性碰撞 数值仿真 计算流体动力学
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人体上呼吸道内气流运动特性的数值模拟分析 被引量:15
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作者 徐新喜 赵秀国 +2 位作者 谭树林 刘亚军 高振海 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第5期881-886,共6页
运用计算流体动力学(CFD)方法对人体上呼吸道内的气流运动特性进行了数值模拟,通过PIV实验对数值模拟结果进行了验证。研究结果表明:气流在咽部外壁、气管外壁发生分离现象,气流在气管内壁形成局部高速区,支气管内的气流在分叉处发生分... 运用计算流体动力学(CFD)方法对人体上呼吸道内的气流运动特性进行了数值模拟,通过PIV实验对数值模拟结果进行了验证。研究结果表明:气流在咽部外壁、气管外壁发生分离现象,气流在气管内壁形成局部高速区,支气管内的气流在分叉处发生分离,靠近支气管内壁速度较高,并且在支气管边界层的外缘速度达到最大值。气管和支气管内的二次涡流运动和轴向速度的分布使得气管支气管内壁受到的剪应力较大,内壁粘膜更容易受到损伤。 展开更多
关键词 上呼吸道 气流运动 壁面剪应力 数值模拟 粒子图像速度仪
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人体上呼吸道气流结构与气溶胶沉积数值模拟 被引量:3
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作者 赵秀国 徐新喜 +4 位作者 孙栋 谭树林 牛福 刘亚军 任旭东 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第8期1582-1587,共6页
人体上呼吸道内气流运动会导致吸入气溶胶在其内不同部位的沉积,进而会引发各种呼吸道疾病。运用计算流体动力学(CFD)方法对人体上呼吸道内气流运动特性和气溶胶沉积进行了数值模拟,通过试验对数值模拟模型进行了验证。研究结果表明:气... 人体上呼吸道内气流运动会导致吸入气溶胶在其内不同部位的沉积,进而会引发各种呼吸道疾病。运用计算流体动力学(CFD)方法对人体上呼吸道内气流运动特性和气溶胶沉积进行了数值模拟,通过试验对数值模拟模型进行了验证。研究结果表明:气流通过咽部、气管和支气管分叉发生分离气流运动,气流在声门下游的气管和支气管内壁形成局部高速区。在下游支气管内壁区形成新的边界层,靠近支气管内壁速度较高,而速度最大值形成于支气管边界层的外缘。气管和支气管内的气流结构特点致使在气管和支气管内壁形成较高的剪应力分布,剪应力较高容易伤害到气管和支气管内壁粘膜。惯性碰撞对于微尺度气溶胶沉积而言是主要的沉积机制。而湍流扩散、二次气流运动和环流气流运动对气溶胶在人体呼吸道内沉积同样具有重要的影响。 展开更多
关键词 上呼吸道 气流结构 剪应力 气溶胶沉积 数值模拟
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人体口喉模型内气流运动特性数值模拟 被引量:1
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作者 徐新喜 赵秀国 +2 位作者 谭树林 刘亚军 高振海 《医用生物力学》 EI CAS CSCD 2009年第S1期110-110,共1页
关键词 数值模拟 运动特性 喉模 气流 人体 计算流体动力学 剪应力 气管内 呼吸模式 气管支气管
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血液冷藏箱温度监测系统研制 被引量:2
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作者 孙建军 吴太虎 刘洋 《现代电子技术》 2006年第16期160-163,共4页
基于嵌入式微控制器设计了一种血液冷藏箱的温度采集、控制系统。依据血液冷藏的实际需求,详细叙述了血液温度监测与压缩机控制系统的实现思路,以及主要部分的软、硬件实现。采用嵌入式操作系统实现任务切换和数据采集与处理,使得血链... 基于嵌入式微控制器设计了一种血液冷藏箱的温度采集、控制系统。依据血液冷藏的实际需求,详细叙述了血液温度监测与压缩机控制系统的实现思路,以及主要部分的软、硬件实现。采用嵌入式操作系统实现任务切换和数据采集与处理,使得血链装备具有可靠、便携和实用性特点。 展开更多
关键词 微控制器 嵌入式操作系统 温度传感器 血链装备
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真实人体口喉模型内气流喷射诱导涡结构演化 被引量:3
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作者 孙栋 李福生 +2 位作者 赵秀国 谭树林 徐新喜 《医用生物力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期509-514,共6页
目的研究咽喉部位射流所诱导的涡结构特征及其演化,加深对咽喉部位气流喷射运动特性以及咽喉部位疾病防治的认识。方法运用CT扫描和三维重建技术,构建真实人体口喉三维模型,运用大涡模拟数值仿真方法对模型内的涡结构演化过程进行精细... 目的研究咽喉部位射流所诱导的涡结构特征及其演化,加深对咽喉部位气流喷射运动特性以及咽喉部位疾病防治的认识。方法运用CT扫描和三维重建技术,构建真实人体口喉三维模型,运用大涡模拟数值仿真方法对模型内的涡结构演化过程进行精细模拟。结果吸气过程中,气流在口腔中部形成多个涡管结构,气流在声门部位形成强烈射流;呼气过程中,气流在咽喉部位产生较为复杂的涡结构。结论吸气过程中,气流在咽部发生湍流转捩,气管前壁处出现了类似于马蹄形状的"马蹄涡";呼气过程中,咽喉后壁处射流受到阻碍,形成了"拱状涡"。 展开更多
关键词 真实人体口喉模型 涡演化 气流喷射 数值模拟
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