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颈动脉血管分叉模型内流场分布的PIV测量和数值模拟比较研究
目的:通过对比分析颈动脉血管分叉模型内流场分布的数值模拟计算和粒子成像测速(partide imaging velocimetry,PIV)法量的结果,为今后流场分布的描述选择相适应的方法提供科学依据.方法:分别应用数值模拟方法和PIV定量检测方法,对颈动脉血管分叉模型颈内动脉窦(internal carotid artery sinus,ICAS)区域流场进行模拟计算和实际测量.得到边壁切应力(wall shear stress,WSS)的分布情况.对两种方法得到的结果进行对比统计学分析.结果:从切应力总体分布变化趋势看数字模拟方法与PIV测量计算结果大体一致,但数字模拟方法得到的低切应力核心区域的范围比PIV测量计算得到的范围要小,并且数字模拟方法得到的切应力的绝对值大小比PIV测量计算的数值要大.结论:在反映局部流场分布趋势的时侯.应用数值模拟方法更为简单、方便,但若需要详尽的描述局部流场切应力的分布情况,PIV测量方法则为首选.
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用ActiveX控件实现数值神经元的D/A输出
0 引言随着神经科学中关于神经元电兴奋特性的研究日趋深入,对有关簇放电(bursting)发生机制已建立了大量的数学模型,并用于对多种类型bursting的研究与模拟中[1,2]. 但由于数值计算过程难以为生物学者所掌握,因此研制开发便于他们使用的数值模拟环境对促进非线性动力学成为他们得力的研究工具非常重要. 生物系统在混沌激励下的动力学行为更为复杂,但更接近实际情况. 现有刺激器仍无法产生依照研究人员意愿而定制的混沌激励信号. 在建立神经元模拟环境的基础上,将其计算结果驱动D/A口输出,从而产生研究者定制的信号激励,将为生物系统混沌激励下的动力学实验研究奠定技术条件.
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空气冲击波作用下肺部载荷特性数值模拟
目的 分析空气冲击波作用下兔肺部载荷特性,为冲击波毁伤评估及其防护救治提供参考.方法 建立兔胸部二维平面模型,利用ANSYS Autodyn有限元分析软件模拟90 g TNT装药爆炸,0.5 m爆炸距离处兔胸部的动态响应.结果 在冲击波与兔胸部接触的局部区域,肺部压力首先由壁面压力波经肌肉、骨骼透射进入肺部产生;肺部其他区域的压力首先由骨骼中传播的应力波透射进入肺部产生.结论 空气冲击波作用下,兔肺部载荷由壁面压力波的直接作用和骨骼变形运动、骨骼-肺界面反射及空穴效应的间接作用共同决定.
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CT扫描技术在岩心三维重建中的应用
岩石是具有复杂空间几何分布和不同孔隙尺寸的多孔介质,复杂的孔隙结构不仅影响着岩石的物理性质,同时也为石油天然气等能源的开采带来困难.本文介绍一种基于三维数字岩心的新方法CDPRM,CDPRM利用CT扫描高精度、高分辨率等优点构建类似真实岩心的三维模型,利用3-matic软件将数字岩心转化为数据模型STL文件,导入3D打印机打印岩样并用于实验,同时用HYPERMESH软件对三维孔隙模型进行网格划分并导入有限元软件进行数值模拟.以砂岩为例,对CDPRM的数值模拟应用进行了初步探索.后对CDPRM的发展做了展望,认为3D打印制作材料混合使用和其他技术(如:光弹性技术)相结合应用将是主要研究方向.
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基于紧凑存储的任意四边形网格有限元法地震波场数值模拟
采用有限元法精确模拟复杂介质条件下的地震波场,一般采用三角单元,但在节点数相同的情况下,三角单元的计算精度不如矩形单元高,采用三角单元模拟复杂界面时,编制确定结构刚度矩阵非零元素位置的程序也较为麻烦.采用矩形单元离散含有倾斜或起伏界面的地质模型时,无法避免绕射噪声,若加密网格又会增加计算量.为此,本文基于任意四边形单元模拟声波的传播,在倾斜或起伏界面条件下,可以有效避免因离散引起的“阶梯状”界面,在不增加计算量以及内存占用的前提下,有效地消除离散绕射噪声.采用对角的集中质量矩阵代替一致质量矩阵,避免矩阵的求逆运算,从而提高显式有限元法的计算效率;对结构刚度矩阵采用紧凑存储格式,每一行需要存储的元素多为5个,同时零元素不参与运算,既减少内存的占用,又极大地提高计算效率.
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落锤震源不同参数激发的数值模拟研究
本文通过研究落锤震源的物理模型,利用有限元方法,对震源激发到子波形成的全过程进行数值模拟研究.从激发参数角度,分别对软地表(土壤)和硬地表(岩石)条件下的不同落锤震源参数的激发进行数值模拟,分析不同震源参数对子波能量和频谱的影响,并比较不同地表岩性介质对震源参数变化的响应.同时将模拟结果同已有的数据采集研究和实验研究进行对比,以说明其有效性.研究结果显示落锤震源的激发效果同重锤质量、冲击速度、基板大小和基板材料的关系,为浅地表地震勘查中落锤震源参数的选择提供了参考依据.
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各向异性介质地震波场数值模拟及特征分析
由于各向异性广泛存在于地下岩石中,随着勘探精度的不断提高,对地下介质的各向同性假设越来越不能够满足于现状,因此对各向异性介质的数值模拟显得更为重要.本文推导了各向异性介质的弹性波动方程,总结了震源类型,通过PML方法处理了人工边界问题,通过快照分析验证了数值频散、稳定性条件.研究结果表明:①PML完全匹配层,可较好地解决人工边界问题;② 减小空间采样间隔压制数值频散比减小时间采样间隔效果要好得多,盲目减小时间采样间隔会大大降低数值模拟的运算效率;③ 各向异性介质中弹性波场中除含有准纵波外,还含有速度较慢的准横波;④ 准纵波波前能量要比由各向异性引起的准横波能量强,准纵波和准横波的波前随着各向异性介质参数的变化而变化.
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大地电磁局部畸变异常特征三维数值模拟研究
局部畸变问题曾经困扰大地电磁资料反演解释几十年,大地电磁三维数值模拟技术的发展为剖析局部畸变特点和得到可靠的反演成像结果提供了技术基础.本文采用三维数值模拟成像方法对典型三维局部畸变模型进行模拟分析.三维数值模拟结果显示:电场分量垂直电性分界面的极化模式视电阻率曲线(对应二维情况下TM模式)在穿越低阻异常体界面时,曲线会先上移后下移,而在穿越高阻异常体界面时,曲线会先下移后上移,这与电性分界面处积累面电荷产生的二次电场有关.三维模型中XY模式、YX模式视电阻率和相位在三维异常体附近的水平变化是呈现近似垂向对称的,该现象与电场垂直跨越电性界面时视电阻率的变化规律是吻合的,当测线分别沿X方向和Y方向展布时,三维情况下的XY和YX模式分别对应二维情况下的TM模式.低阻小异常体对区域构造响应的畸变影响比高阻小异常体要严重.低阻小异常体对二维区域响应的两种极化模式视电阻率和相位都有非常明显的畸变影响,相比较而言对TE模式的畸变要大于TM模式,因此我们在做二维反演解释时,可优先考虑拟合TM模式数据.位于小异常体中心上方测点的三维畸变响应虽然与对应真实二维区域响应的差异比较大,但可以等效于某种二维模型响应,这种由局部畸变造成的假二维响应在实际野外数据的解释中是需要注意的.
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碳氧比测井钙质校正方法研究及应用
为了研究地层中的钙质对碳氧比测井含油饱和度解释结果的影响,针对大庆地区的地质条件,利用MCNP蒙特卡罗方法建立了脉冲中子全谱测井仪(PNST)的数值模拟模型,研究不同钙质含量、孔隙度、含油饱和度条件下碳氧比(C/O)和俘获Ca产额的变化规律,建立钙质对含油饱和度解释影响的校正方法,给出适用于大庆地区的碳氧比测井钙质校正公式,并将校正后的剩余油饱和度解释结果与取心结果对比.对比分析结果显示,经过校正的解释结果与取心结果符合度更高,表明该钙质校正方法能有效提高含油饱和度的解释精度.
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第八届测井新技术国际学术研讨会
随着我国油气田勘探和开发的深入，对非常规油气测井和评价技术提出了更大的挑战。核测井技术作为重要的储层测量及评价手段，已在电缆测井、随钻测井等方面得到了广泛应用。近年来，经各方同仁的努力，已取得了重要技术进步和许多优秀成果。中国石油大学（华东）自2009年以来先后举办了核测井、声波测井、电法测井、岩石物理、复杂储层测井新技术、随钻测井与地质导向、测井信息处理与应用等七届测井新技术国际学术研讨会。为了总结经验、增进共识、促进核测井技术水平的快速提高和学科发展，交流和探讨非常规油气测井评价技术，本次特举办围绕“核测井技术发展及非常规汕气测井评价”主题研讨会。会议将邀请国内外相关领域专家，针对核测井数值模拟、核测井新技术和非常规油气测井评价及应用等领域作专题报告，为相关技术人员提供学习借鉴国内外新成果的机会，促进国内外测科；技术交流与合作，提高国内测井技术发展水平。
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沙尘试验箱内部流场的数值仿真与分析
为了设计出符合标准要求的沙尘试验箱,实现对关键试验条件的准确控制,有必要对沙尘在试验箱内部的运动情况进行研究.采用FLUENT软件,建立二维数学模型,对循环吹沙尘试验箱内部流场(空气-沙尘两相流)进行数值模拟,得出了沙尘试验箱内部风速和沙尘浓度分布情况.结果表明,气流在试样周围产生绕流和漩涡,沙尘在试样背风面发生沉积.该结果对自行设计与研制沙尘试验设备具有重要的指导意义和参考价值.
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动脉血管血流动力学数值模拟
为了对脑动脉可能发生病变的位置加以分析，进行了此次脑动脉血流动力学数值模拟。本文采用ANSYS Workbench双向流固耦合的方法，模拟入口压力随时间波动，脑动脉血管内的血液流动情况和血管壁的变形情况。结果发现在血管交叉处会出现流速紊乱、液面压力较为集中的现象，且在交叉处的变形较为明显。临床观测发现，脑动脉液面的压力、血液的流速和血管的变形情况都是使脑动脉产生病变的因素，因此本研究方法有助于发现脑动脉的病变可能部位，为临床诊断提供指导。
关键词： 动脉血管 ANSYS Workbench 流固耦合 数值模拟
