简介：探讨数值模拟不同运动强度对因废用引起的骨质疏松的影响。依据骨的功能适应性和力学调控系统理论,遵循骨重建的生理过程,建立了一个带有时间历程的描述松质骨骨质疏松过程的计算模型,用C语言编制程序。得到了不同运动负荷对因废用引起的骨质疏松(孔隙率)的影响曲线。结果表明:较大的运动强度可以减缓因废用引起的骨质疏松。这对于运动防治骨质疏松有一定的参考价值。

简介：研究不同结构形状的血管支架用于治疗颅内动脉瘤后对血流动力学的影响。针对同一个体化颅内动脉瘤模型,设计了三种网丝截面相同、通透率近似相等、结构形状不同的支架。将这三种支架植入颅内动脉瘤模型,进行双向流固耦合数值模拟,分析血流速度、壁面切应力的变化情况。三种支架中,螺旋型支架对动脉瘤瘤腔内的血流旋涡改善效果最佳,对动脉瘤瘤颈和瘤顶部分较高的壁面切应力削弱也最明显;周期型支架的柔顺性优于其余两种类型的支架。螺旋型支架植入颅内动脉瘤的治疗效果最佳,但不适合几何形状复杂的血管,本研究也可为进一步优化支架结构提供依据。

简介：通过对方形、圆形和椭圆形三种横截面支架筋附近的血流动力学数值分析，对优化设计支架结构提供流体力学理论指导。利用边界元方法，计算了血液流场、血管壁切应力及支架筋所受压力。与方形和圆形截面支架筋比较，椭圆形截面支架筋对血流的扰动较小，支架筋所受压力较对称，并且支架筋间没有形成低切应力区。椭圆形截面支架筋对增加支架置入后的稳定性、防止再狭窄有一定的优越性。

简介：剧烈运动时,人体要通过深呼吸,为机体组织及器官的快速新陈代谢过程补充足够的氧气,研究深呼吸时人体肺内气体的流动及输运机理,对运动生理学及临床医学具有理论意义和临床价值.采用有限体积法数值,求解Navier-Stokes方程组,数值研究深呼吸情况下,人体三级支气管模型内的吸气流动规律,比较了均匀及抛物型速度进气条件对支气管内流动分布的影响.结果表明:深呼吸时,支气管内出现了复杂的流动现象,包括主流的射流-尾流结构及m-型结构,以及二次流的2涡向4涡结构演变过程,与平静及正常呼吸状态相比,深呼吸使肺内中部及侧部下游支气管内流量分流不均匀性加重,压力损失急剧增大,支气管内壁承受更大的气动负荷.

简介：目的研究在抗血管生成因子——内皮抑制素（ES）作用下,血管正常化窗口期肿瘤血管渗透率变化对血液灌注的影响。方法数值模拟在ES作用下肿瘤血管正常化期过程中的血液灌注。设血液为不可压缩牛顿流体,肿瘤内间质流动遵循Darcy定律,管内流量用扩展的Poiseuille定律,跨壁流量采用Starling定律,以肿瘤血管渗透率表征血管正常化期肿瘤血管的变化。用差分迭代法数值计算肿瘤血液灌注组织间质压强。结果在ES作用下出现的＂血管正常化窗口期＂,肿瘤毛细血管渗透率将下降,肿瘤组织间质高压降低,在肿瘤血管渗透率和正常血管一致时,肿瘤组织间质压强明显下降,压强梯度上升。此后肿瘤毛细血管渗透率上升,肿瘤组织间质压强又增高,压力梯度下降。结论ES不仅抑制了肿瘤血管生成,而且随肿瘤血管渗透率的变化,在＂血管正常化窗口期＂改善了肿瘤血液动力学环境,有利于其他治疗肿瘤药物的输运。抗肿瘤血管生成与其他方法联合可望有较好的疗效。

简介：阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合症(OSAHS)以呼吸受限和反复暂停为主要症状,目前最佳的治疗方式是通过家用睡眠呼吸机对用户上气道施加持续的正压通气(CPAP)。但呼吸机面罩若设计不当,可能导致局部“高浓度”CO2的反复吸入,长期对用户的健康不利。本研究以全脸式呼吸机面罩为研究对象,通过计算流体动力学(CFD)的方法分析面罩内CO2的残留状况及流场特征变化,并以此为依据开展优化设计。结果表明呼气末时刻鼻孔附近CO2的残留浓度约为3%,且会被反复吸入,长期将影响用户健康;若将排气孔设计在面罩前端,鼻孔附近CO2的残留浓度将降低到2%,即CO2的反复吸入量减少33.3%。本研究为家用睡眠呼吸机面罩基于空气动力学的个体化优化设计提供了重要的理论指导。

简介：研究用最小模型法估计的胰岛素敏感性指数(ISI)和葡萄糖利用效能(SG)是否强烈依赖于胰岛素动力学模型参数的变化。在一定范围内随机变动胰岛素动力学模型参数,根据Bergman最小模型,利用数值模拟的方法得到各时间点胰岛素和葡萄糖的浓度值,根据最优化方法估计ISI和SG。结果表明:在取480个时点浓度值的情况下,ISI的相对误差最大也不超过1.7%,SG的相对误差最大不超过万分之0.75%;而按照Bergman最小模型法的取点方法(30个时点)计算的结果是ISI的相对误差最大也不超过17.8%,最小为1.4%;而SG的相对误差最大不超过1.4%。说明:胰岛素动力学方程的参数变化对SG和ISI的估计值影响不是很大。