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基于相位差修正的非线性波边界层壁面切应力模型

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基于相位差修正的非线性波边界层壁面切应力模型

第三十一届全国水动力学研讨会

作者：谢益芹周济福王旭中国科学院大学工程科学学院中国科学院力学研究所

采用Navier-Stokes方程和大涡模拟方法,建立振荡流模型,对非线性波诱导的边界层运动进行模拟。分别对前倾波和椭余波两种典型的非线性波边界层壁面切应力进行分析,得到了壁面切应力与自由外流相位差随椭余波的非对称度和前倾波的前倾度... 详细信息

采用Navier-Stokes方程和大涡模拟方法,建立振荡流模型,对非线性波诱导的边界层运动进行模拟。分别对前倾波和椭余波两种典型的非线性波边界层壁面切应力进行分析,得到了壁面切应力与自由外流相位差随椭余波的非对称度和前倾波的前倾度变化的参数化关系。基于此,对Nielsen壁面切应力模型进行修正,得到了不同相位的壁面切应力模型,通过与实验和数值模拟结果对比表明,修正模型能够很好描述典型非线性波边界层壁面切应力的特征。

关键词：壁面切应力相位差非线性波边界层

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颅内不同形态动脉瘤壁面切应力的研究

颅内不同形态动脉瘤壁面切应力的研究

中国医师协会神经外科医师分会第六届全国代表大会

作者：穆士卿杨新健李佑祥张莹吴中学李海云王盛章北京神经外科研究所首都医科大学附属北京天坛医院首都医科大学生物工程学院复旦大学力学和工程科学系

＜正＞随着新技术的发展,颅内动脉瘤的血流动力学（Computational Fluid Dynamic CFD）成为研究的焦点之一。国内外研究认为,壁面切应力（WSS）是动脉瘤发生、生长及破裂的重要因素。但是,目前对动脉瘤破裂机制的研究主要集中在动脉瘤... 详细信息

＜正＞随着新技术的发展,颅内动脉瘤的血流动力学（Computational Fluid Dynamic CFD）成为研究的焦点之一。国内外研究认为,壁面切应力（WSS）是动脉瘤发生、生长及破裂的重要因素。但是,目前对动脉瘤破裂机制的研究主要集中在动脉瘤的大小、形态和不规则性,当动脉瘤的长宽比大于

关键词：颅内动脉瘤血流动力学壁面切应力

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雷诺数对微通道弯管壁面切应力的影响

雷诺数对微通道弯管壁面切应力的影响

北京力学会第二十三届学术年会

作者：王飓刘赵淼北京工业大学机械工程与应用电子技术学院

本文数值模拟了雷诺数对微通道弯管壁面切应力的影响,建立了简化模型中雷诺数与最大、最小壁面切应力之差的函数关系式。研究发现,在雷诺数10到100范围内,雷诺数大小与最大、最小壁面切应力之差符合三次多项式所对应的函数关系,最大、... 详细信息

本文数值模拟了雷诺数对微通道弯管壁面切应力的影响,建立了简化模型中雷诺数与最大、最小壁面切应力之差的函数关系式。研究发现,在雷诺数10到100范围内,雷诺数大小与最大、最小壁面切应力之差符合三次多项式所对应的函数关系,最大、最小壁面切应力之差的增长速率随着雷诺数上升而逐渐提高。

关键词：微通道弯管壁面切应力拟合

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壁面切应力诱导血管重建的多尺度模拟

医用生物力学 2021年第S1期36卷 52-52页

作者：陈诗亮乔爱科北京工业大学环境与生命学部北京100124

目的血管内异常血流动力学尤其低壁面切应力的作用是诱导血管重建的原因之一。探讨如何建立低壁面切应力诱导血管重建的多尺度模型,模拟血管重建的动态变化过程,进而阐释低壁面切应力诱导血管重建随时间变化的规律。方法在宏观尺度,利... 详细信息

目的血管内异常血流动力学尤其低壁面切应力的作用是诱导血管重建的原因之一。探讨如何建立低壁面切应力诱导血管重建的多尺度模型,模拟血管重建的动态变化过程,进而阐释低壁面切应力诱导血管重建随时间变化的规律。方法在宏观尺度,利用计算流体动力学方法模拟腹主动脉血液流动,获得指定腹主动脉横截面的壁面切应力结果。在微观尺度,采用基于代理模型方法建立该横截面的血管重建模型,并将其壁面切应力作为输入条件。

关键词：壁面切应力血管重建腹主动脉血液流动多尺度模型血管内血流动力学微观尺度

幂律流体偏心环空层流流动壁面切应力的数值计算及应用

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幂律流体偏心环空层流流动壁面切应力的数值计算及应用

第十三届全国水动力学学术会议暨第二十六届全国水动力学研...

作者：宋保寰项忠华蔡萌崔海清东北石油大学提高油气采收率教育部重点实验室中国石油吉林油田公司钻井工艺研究院大庆油田有限责任公司采油工程研究院

本文在双极坐标系下幂律流体在偏心环空中层流流动的控制方程的基础上,给出了双极坐标系下幂律流体在偏心环空中层流流动时流体作用在壁面上切应力的计算公式及相应的数值计算方法;并以吉林油田的韧性、微膨胀、防窜水泥浆为例,应用上... 详细信息

本文在双极坐标系下幂律流体在偏心环空中层流流动的控制方程的基础上,给出了双极坐标系下幂律流体在偏心环空中层流流动时流体作用在壁面上切应力的计算公式及相应的数值计算方法;并以吉林油田的韧性、微膨胀、防窜水泥浆为例,应用上述切应力计算公式和数值计算方法,对固井过程中井壁的切应力进行了数值计算和分析,从而实现了上述三种水泥浆的优选。

关键词：幂律流体偏心环空壁面切应力数值计算

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一种基于双层热膜的壁面切应力测量方法研究

一种基于双层热膜的壁面切应力测量方法研究

第十届全国流体力学学术会议

作者：刘玄鹤高南大连理工大学大学航空航天学院

壁面切应力是流体力学实验中的重要参数,通常被用来对湍流边界层内的各种参数进行无量纲化分析。目前热膜法是测量壁面切应力的主要方法之一,但热膜向壁面的导热损失使得该方法需要标定且精度受到影响。之前的相关研究指出如果热膜对壁... 详细信息

壁面切应力是流体力学实验中的重要参数,通常被用来对湍流边界层内的各种参数进行无量纲化分析。目前热膜法是测量壁面切应力的主要方法之一,但热膜向壁面的导热损失使得该方法需要标定且精度受到影响。之前的相关研究指出如果热膜对壁面没有热传导,则壁面切应力与热膜的发热功率之间有确切的理论关系,即通过热膜的发热功率即可反推出壁面切应力。本文提出了一种主动隔热的思想,该方法使用设定在同一工作温度下的双层的热膜探头来实现热膜与壁面的热隔离。为了实现该设计思想,设计了高精度开尔文电桥和相应的反馈电路来保证双层的热膜探头工作在同一温度下以减少热量的传递,搭建了管流实验台以验证该设计。结果表明,该传感器和电路可以达到设计效果。图1所示的标定曲线中,但热膜标定曲线有较大的截距,说明相当一部分热量传给了基底材料,而双热膜的标定曲线趋近于一致,截距微小,尤其是当过热比(即热膜工作温度)较高的时候,说明下层热膜有效截断了上层热膜产生的焦耳热向基底材料传递。我们将在全文中详细论述实验方法和过程,及误差分析。

关键词：壁面切应力热膜传感器开尔文电桥免标定

体外反搏辅助循环诱导颈动脉分叉血流及壁面切应力重分布的机制:基于临床测量及数值仿真的研究

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医用生物力学 2021年第S1期36卷 67-67页

作者：杜健航罗斌王晖彭俊萍中山大学附属第八医院医学研究中心深圳518033 中山大学广东省辅助循环创新工程技术研究中心深圳518033 中山大学国家卫健委辅助循环重点实验室广州510080

目的现代体外反搏(EECP)是由本团队自主研发的无创性辅助循环技术及装置。目前美国卒中学会(ASA)以Ⅱa级别将其纳入缺血性脑卒中的临床治疗推荐指南。前期研究表明,EECP对于缺血性脑神经疾病患者和健康志愿者所诱导的大脑血流动力学响... 详细信息

目的现代体外反搏(EECP)是由本团队自主研发的无创性辅助循环技术及装置。目前美国卒中学会(ASA)以Ⅱa级别将其纳入缺血性脑卒中的临床治疗推荐指南。前期研究表明,EECP对于缺血性脑神经疾病患者和健康志愿者所诱导的大脑血流动力学响应是显著不同的,但其机制目前尚不清晰。本文推测,脑血流自动调节(CA)起着最关键的作用。

关键词：辅助循环脑血流动力学颈动脉分叉脑血流自动调节壁面切应力无创性缺血性脑卒中体外反搏

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二叶式主动脉瓣畸形大动物模型的建立

中国胸心血管外科临床杂志 2022年第11期29卷 1485-1491页

作者：杨泉林刘欢单艳朱黎鸣孙晓宁杨晔王文硕魏来王春生复旦大学附属中山医院厦门医院心外科福建厦门361015 复旦大学附属中山医院心外科上海200032 复旦大学附属中山医院影像医学科上海200032

目的探讨建立猪的“功能性”二叶式主动脉瓣畸形动物模型的可行性,并观察其对主动脉内壁面切应力的影响。方法选择体重50~55 kg的普通级上海白猪4头。采用全身麻醉体外循环下经主动脉横切口入路,6-0聚丙烯缝线连续缝合左右冠瓣对合缘造... 详细信息

目的探讨建立猪的“功能性”二叶式主动脉瓣畸形动物模型的可行性,并观察其对主动脉内壁面切应力的影响。方法选择体重50~55 kg的普通级上海白猪4头。采用全身麻醉体外循环下经主动脉横切口入路,6-0聚丙烯缝线连续缝合左右冠瓣对合缘造成二瓣化形态。术后通过超声心动图观察主动脉瓣形态及主动脉瓣口血流动力学变化,通过4D-Flow磁共振成像观察其对主动脉内壁面切应力的影响。结果共制备出猪“功能性”二叶式主动脉瓣畸形模型4个,成功率100.0%,超声心动图提示主动脉瓣口的血流速度较术前显著增快(0.96 m/s vs.1.80 m/s)。4D-Flow磁共振成像显示动物模型主动脉内局部异常增高的壁面切应力及血流速度。模式动物术后升主动脉内最大壁面切应力>1.36 Pa,血流最大流速>1.4 m/s。结论制备猪的“功能性”二叶式主动脉瓣畸形动物模型可行性强,科学可靠,可用于评估二叶式主动脉瓣畸形的病理生理变化相关研究。

关键词：二叶式主动脉瓣畸形二叶式主动脉病动物模型壁面切应力

磁共振血流和血管壁成像在评估颅内动脉瘤结构相关破裂风险中的应用价值

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磁共振血流和血管壁成像在评估颅内动脉瘤结构相关破裂风险中的应...

作者：张伊郑州大学

学位级别：硕士

第一部分血流动力学、形态学和壁强化特征在不同直径未破裂颅内动脉瘤中的对比研究背景和目的颅内动脉瘤发病率约为1.2%,预测未破裂颅内动脉瘤(unruptured intracranial aneurysms,UIAs)的破裂风险对于患者临床决策和个体化管理至关重... 详细信息

第一部分血流动力学、形态学和壁强化特征在不同直径未破裂颅内动脉瘤中的对比研究背景和目的颅内动脉瘤发病率约为1.2%,预测未破裂颅内动脉瘤(unruptured intracranial aneurysms,UIAs)的破裂风险对于患者临床决策和个体化管理至关重要。既往研究显示直径越大的动脉瘤伴随越高的破裂风险,在较大的UIAs中大多数上调基因涉及炎症和细胞外基质(extracellular matrix,ECM)组织生成。血流动力学被认为是这种炎症的始动因素,较大直径的动脉瘤暴露于这些不利的血流动力学条件下会生长,因此壁会表现出较高的变性或炎症。因此,血流参与炎症变化并影响动脉瘤的自然进程。动脉瘤的血液动力学分析既往多根据计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)模拟值得出,尽管已经得到了很多研究但其刚性壁设置和动脉瘤入口及出口条件设置限制了它对真实世界血管壁搏动的探索。而四维血流磁共振成像(four-dimensional flow magnetic resonance imaging,4D flow MRI)作为一种先进的MRI技术可以获得真实世界中的血流信息,已经越来越多地应用于颅内动脉瘤、动静脉畸形、颅内动脉粥样硬化和其他疾病中。并且一些颅内血管异常如动脉粥样硬化、颅内动脉瘤等疾病的发病机制多起始于血管壁改变。然而,传统的血管成像不能提供足够的病理生理变化信息。随着MRI技术在颅内血管疾病中的逐步发展,管壁成像(vessel wall imaging magnetic resonance,VWI)具有高空间分辨率和组织分辨率的优势。它可以清晰地显示血管壁结构并获得准确的形态学参数,其所表现出的动脉瘤壁强化(aneurysm wall enhancement,AWE)可以从病理生理学角度评估动脉瘤壁的功能改变,并且已被证实与炎症细胞的浸润聚集有关,可作为表现动脉瘤壁炎症的在体影像生物标志物。然而,不同直径的UIAs在血流动力学、形态学和AWE特征方面的差异尚不清楚。本研究基于4D flow MRI和VWI探究直径≥7mm和壁面切应力(wall shear stress,WSS)。4、使用SPSS 21.0软件进行统计学分析。连续性变量使用Shapiro-Wilk检验数据正态性,以中位数(四分位数间距:IQR,即Q1～Q3)或均数±标准差(x±s)表示,采用Mann-Whitney U检验或t检验进行组间比较。定性资料以数值(百分率,%)表示,组间比较使用χ2检验或Fisher确切概率法进行。进一步将组间比较中P<0.1的变量进行多因素logistic回归分析,得出与直径≥7mm动脉瘤独立相关的危险因素,以及回归系数(regression coefficient)、标准误(standard error,SE)、优势比(odds ratio,OR)、95%置信区间(confidence interval,CI)和P值。Spearman秩相关分析WSS与动脉瘤直径、SR和ER之间的相关性,相关系数用r表示。使用Cohen κ系数评价两名观察者判断动脉瘤存在AWE的一致性。组内相关系数(intraclass correlation coefficient,ICC)用以评价两名观察者在测定AWE半定量指标及血流

关键词：颅内动脉瘤磁共振成像血流动力学壁面切应力动脉瘤壁强化壁强化指数