国家自然科学基金(31070832)
- 作品数：19 被引量：52H指数：4
- 相关作者：徐新喜李福生赵秀国谭树林孙栋更多>>
- 相关机构：军事医学科学院武警后勤学院军事科学院系统工程研究院卫勤保障技术研究所更多>>
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- 相关领域：医药卫生自动化与计算机技术环境科学与工程一般工业技术更多>>
- 粒子图像测速技术及其在人体上呼吸道气流流场研究中的应用
- 2012年
- 分析了流场测量常用方法,介绍了粒子图像测速(PIV)技术与测试系统,综述了国内外利用PIV技术对人体上呼吸道内部气流运动测量的研究进展和已取得的研究成果,展望了PIV技术在研究人体上呼吸道气流特性方面的应用前景。
- 李福生徐新喜赵秀国孙栋许世雄
- 关键词：气流运动气流组织
- 人体肺腺泡区吸入颗粒物沉积状况数值模拟的研究进展被引量：3
- 2019年
- 颗粒物的吸入和在人体肺腺泡区的沉积可能引发肺部疾病,采用数值模拟方法研究肺腺泡区吸入颗粒物的沉积状况,对肺部疾病的预防和临床治疗具有重要意义。本文从肺腺泡模型、模型运动方式、呼吸模式、颗粒物特性、肺部病变以及年龄等影响数值模拟结果的重要因素出发,分类总结了肺腺泡区数值模拟的研究进展,分析了现有研究的不足和局限,提出了未来发展重点研究的方向,以期为肺腺泡区数值模拟的进一步研究和应用提供参考和借鉴。
- 李鹏辉李蓉乔扬(综述)徐新喜(审校)
- 关键词：数值模拟影响因素
- 气溶胶颗粒在人体上呼吸道模型内沉积的实验研究被引量：10
- 2013年
- 目的研究气溶胶颗粒在人体上呼吸道模型内的沉积规律,探索有毒气溶胶在人体上呼吸道的致病机理。方法采用ABS材料制作人体上呼吸道实验模型,搭建人体上呼吸道内气溶胶颗粒沉积的实验台,开展不同呼吸流量(30、60 L/min)条件下不同粒径(0.3、6.5μm)的气溶胶颗粒在人体上呼吸道模型中的沉积实验。结果不同呼吸流量下不同粒径气溶胶颗粒在人体上呼吸道模型内沉积模式趋势一致,在咽部、喉部和气管部位沉积较多,且喉部沉积最多。结论呼吸流量对模型内气溶胶颗粒沉积率影响较大,大粒径气溶胶更易沉积到模型中,惯性碰撞和湍流强度是气溶胶颗粒沉积的主要机制。
- 李福生徐新喜孙栋赵秀国杨猛谭树林
- 关键词：气溶胶
- 人体上呼吸道模型三维重建及规范化研究被引量：11
- 2012年
- 目的探讨人体上呼吸道模型三维重建及规范化方法,掌握人体上呼吸道结构尺寸和形态特征。方法运用GE Lightspeed VCTXT 64多层螺旋CT对志愿者的上呼吸道进行水平位与冠状位连续扫描,运用三维重建技术,重构人体上呼吸道模型,探讨规范化方法。结果构建了包含有口腔、咽部、喉部、气管及三级支气管的人体上呼吸道三维模型,提出了人体上呼吸道三维重建模型的规范化处理方法,并定量分析了规范化模型与以往所构建的人体上呼吸道三维模型之间的差异。结论通过扫描三维重建的规范化模型与以往的简化模型在关键尺寸上存在差距,将为预测人体上呼吸道内气流运动特性及诊断呼吸系统疾病提供更为科学的依据。
- 孙栋李功杰李福生张洪涛徐新喜
- 关键词：三维重建
- 人体上呼吸道流体动力学研究进展
- 2012年
- 随着科学技术的迅猛发展以及大气环境的不断恶化，人体上呼吸道流体动力学的研究越来越受到人们的关注。归纳了人体上呼吸道中流体动力学研究方法，总结了国内外学者所构建的人体上呼吸道力学模型，分析了人体上呼吸道气流运动组织特性和颗粒输运沉积规律的研究现状，展望了人体上呼吸道流体动力学的发展趋势。
- 孙栋赵秀国徐新喜
- 关键词：上呼吸道流体动力学气流运动
- 流固耦合作用下人体上呼吸道内气流运动特性数值仿真研究被引量：7
- 2012年
- 分析人体上呼吸道内流固耦合现象,深入认识上呼吸道内气流运动特性,对于研究气溶胶在人体上呼吸道内的扩散、转捩及沉积模式具有重要作用。运用流固耦合力学数值仿真方法,在呼吸流量为30 L/min的状态下,对人体上呼吸道内稳态气流运动特性进行数值模拟,系统分析流固耦合作用下上呼吸道壁面的形变特点、壁面剪切应力分布以及呼吸道内的气流运动特点。结果表明:在低强度稳态呼吸模式下,人体上呼吸道整体向后运动,三级支气管位移最大为4.99 mm,气管前壁面受到拉伸,后壁面受到压缩;口喉模型中受到的壁面剪应力较大,最大处可达30.34 Pa,气管支气管受到的壁面剪切应力较小;气流速度在声门处达到最大值7.85 m/s,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,支气管内气流在分叉处分离,靠近支气管内壁速度较高。
- 孙栋李福生徐新喜赵秀国谭树林
- 关键词：流固耦合上呼吸道气流运动
- 人体上呼吸道压力和剪应力循环变动形式数值仿真研究被引量：2
- 2013年
- 研究上呼吸道内压力和剪应力的循环变动形式,深入认识上呼吸道内气流运动特性,为分析气溶胶在人体上呼吸道内的扩散、转捩以及沉积模式提供科学依据。应用大涡模拟的方法,对人体在低强度呼吸条件下上呼吸道内压力和剪应力进行数值仿真研究,讨论人体口喉模型以及气管支气管内压力和剪应力的分布规律。结果表明:上呼吸道模型内压力梯度变化主要集中在会厌下缘至气管处,压力的最小值在吸气中间时刻,约为呼气中间时刻的2倍,且均位于声门后壁处,气管及其分岔处压力梯度变化明显;剪应力变化随气流速度的变化而变化,方向随呼吸循环发生周期性改变。
- 李福生徐新喜孙栋赵秀国谭树林
- 关键词：上呼吸道大涡模拟
- 人体上呼吸道中气流涡结构特征数值仿真研究被引量：11
- 2011年
- 目的研究上呼吸道内涡结构特征及其演化形式,深入认识上呼吸道内气流运动特性,对于分析气溶胶在人体上呼吸道内的扩散、转捩以及沉积模式具有重要作用。方法应用大涡模拟的方法,对人体在低强度呼吸条件下上呼吸道内的气流涡结构及其运动特性进行了数值仿真研究,讨论了人体口喉模型以及气管支气管内的涡结构演化过程和涡结构特征。结果气流在咽部、喉部形成两次射流,导致气流在咽部和喉部出现两个主要的涡量增长区,咽喉部位形成扁平涡,在靠近气管中心偏向前壁的位置出现一个"类壁弯涡",气管内出现了以接近对称的反向旋转涡对;G0气管末端的涡量由壁面向中心处扩展,并随着流动向G1支气管内延伸,各级支气管中涡量并不是对称分布的。结论涡结构特征及其演化形式是上呼吸道内气流运动的显著特点,气道结构特点是引起不同尺度涡结构演化的主导因素。
- 孙栋徐新喜李福生赵秀国高振海
- 关键词：上呼吸道涡结构涡量大涡模拟流体力学
- 多因素影响下的人体肺腺泡区吸入颗粒物沉积规律数值模拟研究被引量：4
- 2020年
- 研究颗粒物在人体肺腺泡区的沉积规律对了解肺部疾病致病机制、促进肺部疾病的预防和治疗都有重要意义。现行研究大多关注颗粒物在人体肺腺泡区的最终沉积率,而对其沉积动态过程鲜有涉及。本文建立了G3~G7共五个多肺泡模型,引入颗粒物沉积速度评价参数1/4沉积时间,通过数值模拟研究了模型级数和结构、颗粒物粒径、呼吸模式等因素对0.1~5μm粒径范围内颗粒物沉积规律的影响,归纳总结了不同粒径颗粒物的沉积特点,为进一步了解人体肺腺泡区颗粒物的运动规律提供了新视角。结果表明:模型级数和结构是影响各粒径颗粒物沉积的重要因素。0.1μm颗粒物沉积受布朗力主导,沉积率高,沉积速度快,沉积曲线呈对数型分布;5μm颗粒物沉积受重力主导,沉积率高,沉积较快,沉积曲线呈“S”型分布;0.3~1μm颗粒物沉积则受惯性冲击影响较大,随着呼吸模式的改变沉积规律变化明显。本文的研究方法和结果能为进一步探究肺部疾病致病机制和肺部疾病的预防与治疗提供理论依据和数据支持。
- 李鹏辉徐新喜李蓉乔扬
- 循环呼吸口喉模型中气流涡结构特征数值仿真研究
- 研究上呼吸道内涡结构特征及其演化形式,深入认识上呼吸道内气流运动特性,对于分析气溶胶在人体上呼吸道内的扩散、转捩以及沉积模式具有重要作用。应用大涡模拟的方法,对人体在循环呼吸模式下口喉模型内的气流涡结构及其运动特性进行了...
- 孙栋徐新喜赵秀国谭树林李福生
- 关键词：涡结构大涡模拟
