高速雾化流量下鼻腔流场和温度场研究

发布时间：2017-05-18 16:05

  本文关键词：高速雾化流量下鼻腔流场和温度场研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：雾化吸入治疗是一种针对呼吸道疾病的新型治疗方式,主要通过高速气流对治疗药物的输送以达到治疗目的。使用该类治疗手段时鼻腔气体流动特征明显区别于常态呼吸时的特征,针对鼻腔的该类流动特征进行研究,可为雾化吸入治疗手段提供理论依据,其研究成果在医用生物工程上有重要应用价值。本文在分析了目前国内外关于鼻腔流场的研究现状后,重建了三维鼻腔模型,采用数值模拟手段辅以临床测量数据的对比验证,对多种雾化治疗流量下鼻腔流场进行了研究,进而揭示了高速雾化流量下鼻腔特有的流场特点。本文主要进行了以下工作,得到研究结果如下:(1)通过鼻腔功能结构的分析,重建了三维分区鼻腔模型,主要采用表面绘制的重建方法,并利用非结构网格技术对模型进行了网格划分后处理。(2)利用有限体积法对描述鼻腔模型流场的数学控制方程进行了三维离散分析。(3)采用数值方法对鼻腔流场进行了温度场、速度场的分析研究,并对雾化流量下鼻腔流场的湍流特性进行了探讨。(4)应用网格独立性测试手段对数值计算网格进行了网格测试,并通过临床测量实验数据与数值分析结果的比对验证,给出数值计算结果的可靠性结论。通过对雾化流量下,反映鼻腔功能结构的分区鼻腔模型流场的数值分析,给出了鼻腔高速流动下流场的数值计算结果数据,为雾化治疗及鼻腔相关的医用生物工程的应用提供了理论参考依据。
【关键词】：雾化流量 温度场 流场 数值仿真
【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R45
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-22
• 1.1 研究背景和意义10-13
• 1.2 研究方法概述13-16
• 1.2.1 实验方法13-15
• 1.2.2 数值方法15-16
• 1.3 研究现状16-19
• 1.3.1 鼻腔功能的研究16
• 1.3.2 应对环境变化和医用应用的鼻腔及呼吸道沉积研究16-17
• 1.3.3 针对特例病例的数值研究17-19
• 1.3.4 目前国内外研究存在的问题19
• 1.4 本文所做的研究工作19-22
• 1.4.1 研究内容19-20
• 1.4.2 技术路线20-22
• 第2章 鼻腔模型的三维重建22-32
• 2.1 鼻腔功能结构22-24
• 2.1.1 鼻腔结构22-23
• 2.1.2 鼻腔功能23-24
• 2.2 鼻腔模型的三维重建意义和方法24-26
• 2.2.1 三维重建的意义24-25
• 2.2.2 三维重建方法分类25-26
• 2.3 基于CT图像的三维模型重建26-31
• 2.3.1 CT扫描数据的获取26-27
• 2.3.2 鼻腔模型的生成27-29
• 2.3.3 鼻腔模型的后处理29-31
• 2.4 本章小结31-32
• 第3章 鼻腔模型的数值求解方法研究32-38
• 3.1 数值求解方法概述32-33
• 3.2 有限体积法概述33-35
• 3.3 鼻腔模型求解的有限体积法应用35-37
• 3.4 本章小结37-38
• 第4章 高速雾化流量下鼻腔流场特性的数值分析38-52
• 4.1 数值求解的内容与求解条件38-39
• 4.1.1 数值计算内容38
• 4.1.2 数值计算的求解条件38-39
• 4.2 高速雾化流量下鼻腔流场温度特性分析39-44
• 4.3 高速雾化流量下鼻腔流场特性分析44-51
• 4.3.1 高速雾化流量下鼻腔速度场分析44-48
• 4.3.2 高速雾化流量下鼻腔流场湍流探讨48-51
• 4.4 本章小结51-52
• 第5章 鼻腔流场的临床测量研究52-56
• 5.1 鼻腔流场的计算网格测试52-53
• 5.2 临床测量数据对鼻腔流场数值计算的验证53-54
• 5.3 本章小结54-56
• 第6章 结论与展望56-58
• 6.1 结论56
• 6.2 创新点56
• 6.3 展望56-58
• 参考文献58-65
• 致谢65-66
• 攻读学位期间参加的科研项目和成果66

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本文编号：376479