浙江省自然科学基金(Z505050)
- 作品数：6 被引量：18H指数：3
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- 相关机构：浙江科技学院浙江大学更多>>
- 发文基金：浙江省自然科学基金中国博士后科学基金国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：环境科学与工程动力工程及工程热物理轻工技术与工程更多>>
- 气管支气管树内气流和颗粒运动的大涡模拟被引量：4
- 2007年
- 为更精确地描述真实人体呼吸道内的空气流动,明晰颗粒的运动沉积规律,本文从直接医学CT扫描得到的原始数据出发,利用图像辨识技术,重构了一个男性真人气管支气管树前三级的三维几何模型。采用大涡模拟的方法计算了非规则几何曲面结构内的气体流动现象,并在拉格朗日框架下跟踪颗粒的运动规律。数值计算得到了气流场的三维分布,以及颗粒的运动轨迹情况,结果表明现有基于Weibel的对称模型与真实人体的几何结构有较大的差异,而几何结构对流动影响较大;受非对称复杂结构影响,在不同截面的二次气流速度的分布规律不同;分叉后颗粒进入左右支气管的数量有明显的不同。
- 林江胡桂林樊建人
- 关键词：气流气管支气管大涡模拟
- 真实人体鼻腔三维重建和气流特性的数值模拟被引量：2
- 2009年
- 为研究人体鼻腔内的气体流动和颗粒沉积状况,基于19岁男志愿者的螺旋CT医学图像,采用医学有限元方法和逆向工程技术,重构了真实人体鼻腔的三维几何模型。采用RNGk-ε湍流模型和有限差分数值方法对志愿者在Q=15 L/min(人体平静时刻)、Q=30 L/min(小负荷运动时刻)、Q=60 L/min(大负荷运动时刻)三种呼吸强度下的鼻腔内的气体流动特性进行了数值模拟与分析,得到了呼吸时鼻腔内的压力和气流分布规律,并在拉格朗日框架下跟踪了颗粒的运动和沉积。以3μm粒径颗粒为研究对象,可视化显示了其在鼻腔内的沉积位置。本研究对呼吸时人鼻腔中气体流动特性、气雾剂治疗等问题深入探讨具有参考价值。
- 林江胡桂林樊建人潘登
- 关键词：气流鼻腔数值模拟
- 人体上呼吸道中呼吸气流特性的研究被引量：6
- 2008年
- 基于医学CT(computed tomography)扫描得到的原始图片,利用图像辨识技术,重建一个包括鼻腔、咽、喉和主气管的真实人体上呼吸道的三维几何结构.采用大涡模拟法求解其复杂几何结构内的气体流动现象,计算中采用与实际呼吸过程相对应的呼吸强度来仿真呼吸过程.讨论和分析呼吸道内气流和压力的分布特性和规律.结果表明:在咽部由于突缩几何结构的存在,导致速度剧烈上升和压力的急剧下降;在吸气和呼气过程中流场结构和压力的分布存在较大的差异;随着呼吸强度增大,呼吸道内最大速度增大,内外压力差也增大.
- 胡桂林林江
- 关键词：气流数值模拟
- 真实人体气管二叉管内吸入颗粒的沉积特性研究被引量：1
- 2008年
- 为研究不同粒径颗粒在气管二叉管内沉积的特性,利用图像辨识技术,直接处理医学CT扫描得到的人体呼吸道原始图像数据,重建得到一个真实人体气管支气管的三维几何模型;采用大涡模拟的方法描述该复杂几何结构内的气体流动,并在拉格朗日框架下跟踪颗粒的运动轨迹.数值计算得到了真实人体气管二叉管内的气体流动速度、压力和颗粒沉积的局部分布.统计了不同呼吸强度(15 L/min和45 L/min)下不同大小(1、5和10μm)的颗粒在不同部位沉积数,结果表明,颗粒在主气管内的沉积占据了重要的地位,模型的几何结构、颗粒的大小、颗粒的重力和呼吸强度等因素综合影响了颗粒的局部沉积效果.
- 林江胡桂林樊建人岑可法
- 关键词：气管大涡模拟
- 人体上呼吸道模型内气流和颗粒沉积的大涡模拟被引量：6
- 2007年
- 为探索人体呼吸道内的气体流动和颗粒的运动沉积规律,建立了一个从口腔到前三级支气管的三维几何模型,采用大涡模拟方法计算了此复杂几何结构内的气体流动,并在拉格朗日框架下研究了颗粒的运动现象.讨论了在呼气和吸气过程中不同横截面的流动分布规律,统计了在不同工况下颗粒在呼吸道模型内各部位的沉积率.分析结果表明,不同级气管横截面的流动结构存在很大差异,颗粒沉积率主要受到呼吸强度与颗粒惯性的影响.为验证模型和模拟结果的正确性,将模拟得到的沉积率和文献中的实验数据进行了比较,两者吻合良好.
- 林江胡桂林曾敏捷樊建人
- 关键词：气流大涡模拟
- 人体呼吸时微细颗粒在呼吸道中运动特性的研究被引量：2
- 2006年
- 为了深入了解最直接危害人体健康的微细可吸入颗粒物在人体上呼吸道中的运动情况,建立了一个包括口腔、咽、喉、气管和支气管的完整的人体上呼吸道三维几何模型,并且基于该模型对人体在稳态呼吸状况下,呼气、吸气时微细颗粒在人体上呼吸道中的运动进行了数值模拟。气流场采用RNGκ-ε湍流模型进行计算,在拉格朗日框架下追踪颗粒运动轨迹。模拟结果与文献实验数据进行了比较,吻合一致.研究结果揭示了微细颗粒在人体上呼吸道中的运动规律,可为进一步研究微细可吸入颗粒物的致病机理提供理论依据.
- 林江胡桂林
- 关键词：微颗粒运动特性数值模拟
