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相似文献
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1.
平行平板流动腔系统是研究切应力对细胞影响的体外实验装置之一。前期研究发现,流动腔的高度存在一个最佳高度,使用这个高度可以有效地减小或避免由于装配所引起的高度误差对切应力的影响。为了获得这一最佳高度,本文使用数值方法研究了平行平板流动腔的几何尺寸、流体粘度与集中液阻之间的关系,并拟合得到了集中液阻的函数关系式。利用液阻关系式和切应力计算公式,求得了对底部切应力影响最小的最佳高度的表达式。同时,研究还发现,对于相同的底部切应力,当高度取最佳高度时,所需的入(出)口压差最小。这样在流动腔底部沿轴向的压力梯度也就越小,沿轴向不同位置之间的压力差别也越小,这将有利于细胞力学实验结果之间的比较。  相似文献   

2.
弯曲动脉的血流动力学数值分析   总被引:14,自引:0,他引:14  
利用计算流体力学的理论和方法对弯曲动脉中的血流动力学进行数值分析,是研究心血管疾病流体动力学机理的一种行之有效的方法。本文将升主动脉、主动脉弓和降主动脉联系起来作为弯曲动脉几何模型,给出了血液流动的边界条件以及计算条件。根据生理脉动流条件,对狗的弯曲动脉几何模型内发展中的血液流动进行了有限元数值模拟,并利用可视化方法对血液流动的轴向速度、二次流、壁面切应力等计算结果进行了分析。研究结果表明,在弯管内侧壁处,同时存在主流方向和二次流方向的回流,此处容易形成涡流。弯管内侧壁比外侧壁的壁面切应力具有更强的脉动性。  相似文献   

3.
具有切应力梯度的平行平板流动腔的构造   总被引:2,自引:0,他引:2  
覃开蓉  柳兆荣  徐刚 《力学季刊》2001,22(3):281-288
在近年来关于流体切应力与细胞力学行为之间关系的研究中,流体切应力梯度被认为是诱发动脉粥样硬化和内膜增生的重要因素之一.本文探讨如何利用常用的离体细胞力学实验工具--平行平板流动腔模拟具有梯度的定常流切应力环境.结果表明,根据Hele-Shaw流的原理和常用复势W(Z)=AZn(n>1)的特性,可构造出具有各种切应力梯度分布的流动腔.与其它模拟切应力梯度的方法比较,本文的方法更加简洁、可行.  相似文献   

4.
局部狭窄血管中血液振荡流的速度和切应力   总被引:1,自引:1,他引:0  
孙辉  柳兆荣 《力学季刊》2002,23(2):148-156
本文建立一种分析局部缓慢狭窄血管中血液振荡流的数学模型,给出了血液的轴向流速,径向流速和切应力的包含压力梯度项的解析表达式,并讨论了血管内由局部狭窄引起的压力梯度沿轴向变化的规律。文章以局部余弦狭窄为例进行数值计算,详细讨论上游均匀管段压力梯度的定常部分和不同次谐波对狭窄管段内流速和切应力的影响。数值结果表明,与均匀管情况相比,在狭窄段内,血液振荡流轴向流速无论平均值还是脉动幅值均明显增大,且径向流速不再为零。但径向流速仍远小于轴向流速。同时,切应力也不再仅由轴向流速梯度提供,径向流速梯度也将产生切应力,但是在计算管壁切向上的切应力时,径向流速梯度的贡献仍相当大。与均匀管管壁切应力沿流运方向保持恒定不同。狭窄管管壁切应力(平均值和脉动值)将随着狭窄高度的增大而增大,在狭窄最大高度处达到最大,因而沿流动方向产生了较大的切应力梯度。  相似文献   

5.
采用粒子图像测速仪对矩形槽道内表面活性减阻流体在流动方向(x方向)与壁 面垂直方向(y方向)所在平面的流场进行了测量,分析了速度、涡量、速度脉 动相关量在流场内的瞬态分布,以及对500幅相同工况的流场进行了统计平均. 结 果显示: 与牛顿流体相比, 表面活性剂减阻流体接近于层流流动,横向速度脉动被大幅 减弱,导致湍流输运减弱,雷诺应力远远小于水. 减阻流体流向速度脉动呈条带 特征,沿流动方向发展,反映了减阻流体不同于水的湍流输运特征.  相似文献   

6.
采用粒子图像测速仪对矩形槽道内表面活性减阻流体在流动方向(x方向)与壁面垂直方向(y方向)所在平面的流场进行了测量,分析了速度、涡量、速度脉动相关量在流场内的瞬态分布,以及对500幅相同工况的流场进行了统计平均.结果显示:与牛顿流体相比,表面活性剂减阻流体接近于层流流动,横向速度脉动被大幅减弱,导致湍流输运减弱,雷诺应力远远小于水.减阻流体流向速度脉动呈条带特征,沿流动方向发展,反映了减阻流体不同于水的湍流输运特征.  相似文献   

7.
Natural convection in a differentially heated cavity   总被引:1,自引:0,他引:1  
Feng XU  Huimin CUI 《力学进展》2014,44(1):201403
开展侧加热腔内自然对流的研究具有重大的环境及工业应用背景. 总结侧加热腔内水平温差驱动的自然对流的最新研究进展, 并概述相应的流动性质、动力机制和传热特性以及对不同无量纲控制参数的依赖也有重要的科学价值. 已取得的研究结果显示突然侧加热的腔内自然对流的发展可包括初始阶段、过渡阶段和定常或准定常阶段. 不同发展阶段的流动依赖于瑞利数、普朗特数及腔体的高宽比, 且定常或准定常阶段的流态可以是定常层流流动、非定常周期性流动或者湍流流动. 此外, 回顾了对流流动失稳机制的研究成果以及湍流自然对流方面的新进展. 最后, 展望了侧加热腔内的自然对流研究的前景.  相似文献   

8.
王小华 《计算力学学报》2012,29(2):249-254,261
本文采用二阶全展开ETG(Euler-Taylor-Galerkin)分裂步有限元方法,对长宽比为3.5(L/B=3.5,如图 1所示)的封闭矩形腔体内,三种Pr数条件下,定常层流范围内,流体自然对流叉形分岔随Rayleigh数的演化过程进行了数值模拟。研究结果表明,该矩形腔内对应三种Pr数条件下,流体的叉形分岔的演化过程中,在第二次模态Ⅱ型叉形分岔之后,均会出现两个较小尺度涡旋合并,突变为一个较大尺度涡旋的全新叉形分岔模态。即在某临界Ra数两侧,存在定常四涡结构和定常三涡结构两个定常解支,当系统控制参数Ra越过临界值,前者被后者突发性取代,这是完全不同于传统叉形分岔的逆叉形分岔。其数值预报,则采用分半法结合流动拓扑结构及典型截面处速度扩线上鞍点的变化来确定。计算结果表明,在计算的Pr数条件下,随Pr数的增加逆叉形分岔对应临界Ra数的取值也会提高。  相似文献   

9.
通过解析求解纳维尔-斯托克斯方程,本文给出了矩形截面直管中的层流振荡流动解。该解适用于不同的截面高宽比r和不同的振荡流动雷诺数。对典型的r和λ(雷诺数的平方根),给出了振荡流动速度的振幅比和相位差的等值线分布以及振荡流动速度随时间的变化,可以看出流动的速度分布如何从低频高粘性类型向高频低粘性的边界层流型逐渐变化;也可以看出管的边壁和角部对振荡流动的影响。当振荡频率ω为零时,本文结果即成为通过矩形截面定常管流的Stokes解。  相似文献   

10.
《力学学报》2012,44(2)
为了分析管内交变流动速度环状效应的特性,通过数值模拟对平板流道内可压缩交变流动的速度环状效应进行研究.根据速度环状效应的产生机理,分析得出在黏性流体管内交变流动中必然存在速度环状效应,并且在流道截面中心速度为零相位下最容易观察到速度环状效应.为了定量描述速度环状效应,根据流道中心速度为零相位下的速度分布曲线的斜率情况,提出定量评价指标速度环状效应系数,并针对平行平板流道内层流交变流动,利用该评价指标定量分析了无量纲参数(包括瓦伦西数Va和最大雷诺数Remax)对速度环状效应的影响.  相似文献   

11.
I.IntroductionForthestudyofrelationshipbetweencell'sgrowthandshearstress,thesubjectthatshouldbeworkedoutatfirstishowtosimulateshearstressenvironnlelltwhichsuitcell'sgrowthandofwhichtheshearstresscanbecalculatedconvelliently.NowthePPFCisoneofthemainapparatusesthatsimulatetheshearstressenvironmelltforcell'sgrowthinvitro.Forexample,tilerectangularPPFCisusedforthestudyoftherelationshipbetweentheendotheliumcells'injuryinartery,orplatelet'sadhesionordeformationalldatherosclerosisl3].Apartfromthe…  相似文献   

12.
本文选用1.5%的MillingYellow溶液,在对二维心瓣低频脉动流场的分析中,仍采用稳态流场的线性光-力学关系。通过摄象机记录下了一个脉动周期内脉动流量Q从36升/小时至55升/小时流场的变化情况,直观地看到主动脉瓣流场中最大切变率的瞬态分布。记录了同一模型在相同条件下稳态流场流量Q为50升/小时的流场,对两种流场下几个典型截面处的最大切变率的数值做了比较。通过对图线的分析,表明在稳态流量与脉动流量相同的情况下,脉动流场的最大切变率数值高于稳态流场,这就说明脉动使流场的剪切作用增强。  相似文献   

13.
IntroductionThemostobviouscharacterofatherosclerosisisthelocalintimalaccumulationoflow_densitylipoprotein(LDL) ,theincreaseofthefiberaltissueandthestenosis.Ononehand ,itisfoundthatthediseaseoftenoccursatthecomplexgeometryregion ,suchasbifurcationzone,cure…  相似文献   

14.
航空发动机轴承腔润滑的气液两相均匀流研究   总被引:10,自引:0,他引:10  
基于轴承腔中润滑油的两相均匀流动模型,采用湍流模式和有限差分数值方法计算轴承腔内三维定常N-S方程,对腔内润滑油的气液两相均匀流动特性进行研究,以获得气液两相均匀流条件下润滑油流场、压力场和速度场在轴承腔内的分布情况,分析转子转速、含气率和润滑油进口速度对润滑油出口压力以及润滑油与壁面之间剪切力的影响,同时对单相流和两相均匀流润滑性能差异进行比较.结果表明,转子转速、含气率和润滑油进口速度对润滑油出口压力和腔内壁面与润滑油间的平均剪切力具有不同影响,而采用2种流动模型计算出的轴承腔润滑油出口压力的差异较大,同时支持了开展航空发动机轴承腔润滑两相流动分析的必要性.  相似文献   

15.
In this paper, the pulsatile flow of blood through stenosed artery is studied. The effects of pulsatility, stenosis and non-Newtonian behavior of blood, assuming the blood to be represented by Herschel-Bulkley fluid, are simultaneously considered. A perturbation method is used to analyze the flow assuming the thickness of plug core region to be non-uniform changing with axial distance. An expression for the variation of plug core radius with time and axial distance is obtained. The variation of pressure gradient with steady flow rate is given. Also the variation of wall shear stress distribution as well as resistance to flow with axial distance for different values of time and for different values of yield stress is given and the results analyzed.  相似文献   

16.
In the present paper, the comparison of steady, simple pulsatile flow and physiological pulsatile flow on flow reversal zone and hemodynamic wall parameters [wall shear stress (WSS) and oscillatory shear index (OSI)] for the progression of the disease, atherosclerosis has been investigated numerically. The governing equations have been solved by finite volume method. For the numerical analysis, Womersley number, Reynolds number and percentage of restriction are taken as 10, 100 and 50 % respectively. From this study it is revealed that the separated flow from the stenosis strongly depends on inlet flow situations, the maximum chance of deposition of plaque material due to streamline contour is higher at time step t* = 0.75 for simple pulsatile flow and at time step t* = 0 for physiological pulsatile flow and this chance is lower in case of steady flow. The effect of WSS on the disease is higher in physiological pulsatile flow compared to steady as well as simple pulsatile flow. The maximum possibility of initiation as well as progression for atherosclerosis in arterial wall due to high WSS takes place at t* = 0.25 for physiological pulsatile flow. OSI indicates same length of separation for two cases of transient flow, but the rate of cyclic departure of WSS is higher in case of physiological pulsatile flow.  相似文献   

17.
刚性圆管中血液周期振荡流的切应力分布   总被引:1,自引:0,他引:1  
刘宝玉  柳兆荣 《力学季刊》2002,23(3):293-301
本文通过求解圆管内血液振荡流的基本方程,求得圆管内血液流的压力梯度与切应力之间的关系式。在此基础上,详细讲座了圆管中轴向流速和切变率谐波的变化规律,指出流速谐波和切变率谐波的幅值都将随着谐波次数的增大而逐渐减小。为了使所得结果便于应用。文章通过管轴向中心线流速与压力梯度之间的关系式,进一步给出一种利用管轴向中心线流速计算管内切应力分布的简便方法。该方法用于检测活体血管内血液振荡流的切应力分布,具有操作简单,精度较高的优点。最后,以人体颈动脉为例,讨论血液周期振荡流的切应力的分布特性。发现在任意时刻,除了邻近管壁处切应力急剧增大到一定数值之外,沿管截面切应力分布相当均匀且接近于零,呈现出与定常流不同的切应力分布特征。  相似文献   

18.
Understanding flow properties and flow effects of liquid and semisolid aluminum became a key solution for know-how of the casting processes. It is essential to find and study a new solution of interactive and efficient structure control of processed aluminum suspension. This task was solved by an adaptation of an electromagnetic actuator and high-resolution tempering unit to a conventional rotational rheometer. Initially, the research reveals a precise detection of transition temperatures in steady and transient shear flow. It was found that superposition of mechanical vibration orthogonal to the shear flow radically decreases shear viscosity of semisolid slurry. However, liquid state rheological properties show structural behavior, but stayed insensitive to mechanical oscillations. Analysis of boundary conditions before fundamental experiment shows that no considerable side effects were present during the experiment under vibration. The study reveals transition of strongly shear-thinning concentrated aluminum suspension to almost Newtonian fluid under vibration in shear flow. It is recommended to relate such phenomenon to non-equilibrium between structure formation and structure break-up under vibration and hydrodynamic forces of shear flow. The results illustrate how sensitive the structure of slurry is to vibration in general and in particular during the solidification phase. The revealed results provide a solid basis for further fundamental investigations.  相似文献   

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