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鼻腔内物理场及气固两相流数值仿真研究进展
掌握鼻腔内物理场及气固两相流运动沉积规律,对于探索鼻腔结构与功能之间的关系和认识鼻腔疾病及防病的机制具有重要意义。随着数值仿真研究手段的日趋成熟,计算流体力学仿真技术已成为研究鼻腔内流体流动及颗粒沉积的一种重要手段。目前,相关的数值仿真研究主要集中在鼻腔内速度场、压力场、温度场和湿度场等物理场的研究以及鼻腔结构变化对鼻腔内气流场所带来的影响,同时对于微纳米级颗粒的沉积特性,国内外学者也进行了大量的研究。本文从鼻腔内部物理场、鼻腔结构改变对物理场的影响以及颗粒在鼻腔内的沉积规律等方面,对近年来人体鼻腔内物理场及气固两相流数值仿真的研究进展进行综述。
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有限元法在颈椎生物力学研究中的应用及进展
有限元法是一种在工程学中广泛应用的数学物理方法,用于模拟并解决各种工程力学、热学、电磁学等物理场问题.随着计算机及软件技术的发展,目前,有限元法所构建的三维非线形模型不仅能逼真地模拟椎体、椎间盘,还能将周围的韧带、肌肉等软组织结构加入模型,使模拟更加真实和完美.
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有限单元法在脊柱生物力学研究中的应用
有限单元法(FEM)是一种在工程学中广泛应用的数学物理方法,用于模拟并解决各种工程力学、热学、电磁学等物理场问题.其基本原理是将一个由无数个质点组成并且有无限个自由度的连续体近似为有限个单元所组成的集体[1].从70年代开始,有限单元法被应用于脊柱生物力学研究.随着计算机的发展,人们可以利用有限元数值模拟生物力学实验近似获得求解,显示了极大的优越性.近年来,有限单元法在脊柱生物力学研究中已取得迅猛发展,目前,其所构建的三维非线性模型不仅能逼真地模拟椎骨、椎间盘,还能将周围的韧带、肌肉直接或间接地加入模型,使模拟更加真实和完美[2,3].
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物理场辅助生物材料冷冻保存技术研究进展
低温保存技术对于胚胎干细胞、血液、珍稀动植物物种资源的长期保存,以及人体器官活体移植等具有重要意义,是现代生命科学中一个重要的研究领域.目前制约低温保存效果关键因素是冷冻保存过程对生物组织产生的低温损伤,主要有胞内外形成的冰晶造成的机械应力损伤及由此引起细胞内外渗透压的改变造成的溶质损伤等.抑制冰晶形成与生长的方法,除了传统的添加低温保护剂和提高降温速率外,近年来很多学者致力于通过一些物理因子(包括高压强、超声波、微波、静态或低频电磁场)干扰生物材料在低温冷冻过程中晶核的形成与冰晶的生长,目的是达到低损伤甚至无损伤低温保存效果.本文综述了不同物理场辅助低温冷冻保存技术在生物细胞、组织及食品保鲜等领域的应用进展.已有研究表明不同物理场均可影响生物材料低温冷冻过程中水分子的相变,进而影响冰晶的结构和组成,提高生物材料长期低温保存效率,但是其作用机制不同.
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有限元分析法在脊柱骨折研究中的应用进展
有限元分析法(finite element method,FEM)是一种在工程科学技术中广泛应用的数学物理方法,用于模拟并解决各种工程力、热、电磁学等物理场问题.这种方法首先于1950年在航空业中发展起来,成为目前许多重要飞机构件设计的必需工具.1972年首次报道将FEM应用于生物力学方面研究[1],90年代后FEM才成为了解脊柱力学变化非常有用的工具,近年来FEM的应用研究发展迅速,尤其随着计算机和软件技术突飞猛进的发展,FEM在脊柱骨折的生物力学研究中具有广阔前景.