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为了准确描述心脏瓣膜血液动力学特性及其在心血管系统中的应用,根据电液比拟,将其建模为1个变电阻和1个电流源并联然后和1个恒电感串联的瓣膜模型,并建立了左心循环系统的电路图及数学方程.并联元件把流经瓣膜的血流量分成2部分：流经瓣膜孔口的流量和瓣叶运动过程中排挤的血流量.流阻依赖瓣叶位置,另外给定符合关闭体积和时间的瓣叶关闭过程.以二尖瓣为例进行Matlab数值模拟,结果表明：该模型能准确模拟瓣膜关闭反流和泄漏体积的反流特性,正常情况下心脏每搏输出量63.60 mL,心输出量4.58 L/min,二尖瓣关闭体积为3.30 mL,二尖瓣泄漏体积为2.30 mL,反流分数为7.56%;反流病理条件下,二尖瓣关闭体积为14.70 mL,泄漏体积为25.40 mL,反流分数为40.48%.该模型可以模拟瓣膜正常功能和反流病理的血液动力学. 相似文献
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《灌溉排水学报》2019,(2)
闸站合建枢纽通航时容易在导流墩附近出现复杂水流现象。【目的】改善导流墩墩头前的斜流、偏流以及面层横向速度和轴向速度大的问题。【方法】基于计算流体力学(CFD)对某闸站合建枢纽节制闸通航水流条件进行数值模拟,研究分析了导流墩长度、开孔与否、开孔宽度、相邻孔口中心间距及开孔高度等参数对闸站合建枢纽通航水流条件的影响。【结果】综合考虑导流墩前横向流速、轴向流速及斜流面积,采用单因素递进分析表明,随着导流墩长度增加,导流墩前流速和斜流面积先减小后增大;当开孔宽度增加到4.5 m时,墩头前流速进一步减小,大于4.5 m时,墩头前流态恶化;随着开孔中心间距的增加,导流墩前流速呈现先减小后增大的趋势,孔口中心间距为6.25 m时,流态较优;当开孔高度增加到3.8 m时,墩头前流速和斜流面积进一步减小,大于3.8 m时,墩头前流速和斜流面积随之增大。【结论】通航水流条件的优劣受导流墩结构影响显著,导流墩开孔能够减小墩头前水流面层横向和轴向速度及斜流面积,提高通航安全性。导流墩最优开孔方案为:导流墩长度25 m、开孔宽度4.5 m、相邻孔口中心间距6.25 m、开孔高度3.8 m,相应墩头前水流横向和轴向速度及斜流面积分别为0.25 m/s、0.75 m/s、12.56 m~2。 相似文献
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三通调节阀分流比及内部流动特性分析 总被引：1，自引：0，他引：1
为探究三通流量调节阀的分流比及内部流动特性,应用标准k-ε湍流模型,采用SIMPLE算法,对其内部流场进行三维流道数值模拟.通过改变进口流量及阀芯旋转角度等条件,研究三通调节阀内部流动特性及分流比的变化规律,模拟和试验结果能够很好地吻合.研究结果表明:阀芯旋转角度介于15°~75°时三通流量调节阀能有效分流;随着调节阀角度的增大,水平分流比先增大,在35°左右增大到0.55附近,之后开始减小,在55°左右减小到0.40附近,最后持续增大到1.00,这种变化趋势与水平出流面积占总出流面积的比率变化相同;进口压力随着调节阀角度的增大先增大后减小,在45°左右达到峰值,压力曲线以45°为对称线呈对称形状,这种变化趋势与阀门调节部分入口过流面积的变化相符;在阀门进口段与阀芯的连接部分过流面积收缩节流,导致该处流速最高、阀门进口管部分压力最高. 相似文献
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为了研究变工况来流环境下各参数变化对单向球阀的启闭迟滞性影响,针对3DP-60/3.0型往复式混输泵单向球阀的启闭瞬态过程及往复运动特征,运用UDF动网格技术计算气液单向阀启闭高度-时间函数,重点分析启闭瞬时2种极限情况下入口流体速度、压力及动能损失.揭示了不同入口流量、开启高度、含气率等工况参数对单向球阀内部压力场、气液两相分布的影响规律,并通过试验数据和模拟结果进行对比,验证数值模拟的可靠性.研究结果表明:无论是在纯液相还是低含气率下,随着入口流量的增加,球阀压降增加,而且增加幅度比较均匀.在含气率分别为80%,60%,40%时,开启高度从2~6 mm过程中入口压差逐步减小,呈现递减分布规律;20%至纯液工况(含气率为0)时,开启高度越低入口压差变化越大,体现球阀界面气液逐步分离产生界面压差也更大.含气率从0增加到0.9,球阀压降的降低幅度非常明显,随着含气率的进一步增加,压降不断减小. 相似文献
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为了实现水肥一体化施肥装备流量精确且无水头损失,设计了一种基于柱塞泵与单片机的高精度可控施肥机,开展了恒流模式下6个流量梯度的喷灌系统施肥均匀性试验;以喷头总流量变化幅度为变量,设计了在1∶10的水肥配比下2种灌溉总流量变化幅度的不同工况,对比启、闭可控施肥机恒定水肥比例模式对水肥一体化支管内肥料浓度稳定性的影响效果.试验结果表明,高精度可控施肥机在流量分别为100,200,400,600,800,1 000 L/h的6种恒流模式时,喷灌均匀系数CU为99.33%~99.71%、变异系数CV为0.35%~0.75%;CU,CV与施肥机流量分别呈正相关与负相关关系,且喷头喷洒肥液的电导率总平均值EC_-与施肥机流量之间具有显著的正相关性.在恒定水肥比例模式时,试验组管道内肥液浓度在160 s时趋于稳定,且稳定后肥液电导率与目标值偏差率小于4%.高精度可控施肥机恒流模式试验表明施肥机大流量下施肥均匀性变异系数仅为小流量下的50%,且改变施肥机的流量是水肥一体化喷灌系统实现高均匀度变量施肥的一种有效途径;试验证明恒水肥配比模式可有效减小支管肥料浓度受外界的影响. 相似文献
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为了提高无阀压电泵中流管的流阻特性,提出一种新型椭圆组合管结构。该流管为三通结构,汇流管是传统扩散/收缩管,分流管是椭圆曲线结构的扩散/收缩管。通过数值模拟,应用正交方法优化椭圆组合管的结构参数。设计选用的汇流管最小宽度d=150μm,流管深度H=150μm,优化结果表明当进出口压差为50kPa时,结构尺寸为r=75μm,L=3000μm,θ=7°,γ=80°,a=1000μm,b=450μm的椭圆组合管有最高的正反向流阻系数比λ。通过MEMS技术制作出优化后的椭圆组合管并进行试验,并与数值模拟结果对比。结果表明：试验值小于模拟值,压差在10～100kPa范围内,正向流量试验值与模拟值最大相差12.6%,反向流量两者最大相差5.3%;压差为50kPa时,两者的λ值分别为1.83和1.97,相差7.65%。 相似文献
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S形贯流泵装置多工况过流部件水力性能分析 总被引：2，自引：0，他引：2
为深入研究S形轴伸贯流泵装置过流部件的水力性能,采用CFD技术对泵装置进行了多工况全流道的数值计算,分析了泵装置各过流部件的水力性能,重点阐述了3种特征工况(小流量工况KQ=0.368、最优工况KQ=0.490、大流量工况KQ=0.613)时转轮叶片表面的静压分布、摩擦力线、各轴向弦长位置的轴向速度分布以及导叶体内部流态和回收环量效果。结果表明:在轮缘侧的叶片压力面静压值较大,在轮毂侧的叶片吸力面的静压值较大,轮缘侧较小,且随着展向位置Span值的增大,压力面与吸力面的压差呈现出逐渐递增趋势。在最优工况时,从导叶体进口至出口,导叶体的静压值逐渐增大。随流量的减小,导叶体的回收环量比CH先减小后增大。在最优工况KQ=0.490时,回收环量比CH最小,其值仅为0.031。针对该泵装置进行了同尺寸的物理模型试验,获得了泵装置的综合特性曲线,在叶片安放角-2°时,新型S形轴伸贯流泵装置的最高效率达83.55%,此时流量系数KQ=0.443,扬程系数KH=0.828。通过物理模型试验结果对泵装置外特性预测结果进行了验证,对比分析结果表明数值模拟是可信的。 相似文献
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井用潜水泵的口环间隙大小对泵性能及流场具有较大影响,基于200QJ80-22井用潜水泵,通过CFD软件对泵全流场进行了数值计算,并与试验结果进行对比分析,研究了不同口环间隙大小对泵外特性和内部流场的影响.数值模拟结果表明,整泵的扬程和效率都随着间隙值的增大而减小,特别是口环间隙值增大到0.70 mm,减小更为明显,但功率变化较小.当间隙值达到1.00 mm时,效率从最高点的77.2%减小为68.7%,同时扬程也随之减小了约3.5 m.口环间隙为0.20 mm时,第一,二级叶轮前盖板腔体内以及叶轮出口与前盖板区域间产生回流,泄漏量较小,对叶轮进口流动和流场影响也较小,当口环间隙值增大至0.50 mm时,第一,二级叶轮前盖板腔体内以及叶轮出口与前盖板区域间回流逐渐消失,但更大的泄漏量冲击叶轮进口处,使叶轮进口过流面积减小,严重影响了泵的水力性能. 相似文献
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为降低泄漏流对双螺杆液力透平效率的影响,以2/3齿双螺杆泵透平为例,根据双螺杆泵内齿间间隙的构成原理,首先建立其简化几何模型,利用透平腔内存在相对运动引起的剪切流动与各级腔室压差导致的压差流动理论,建立起齿间泄漏通道的数学模型.使用SCORG和Pumplinx软件对双螺杆液力透平进行全流场数值模拟,得到了双螺杆透平不同齿间间隙下的流场分布和流量变化规律.研究结果表明:不同间隙下螺杆的压力分布规律保持基本一致,每个密封腔室内的压力分布基本均匀,从进口到出口各相邻腔室的压力呈线性下降趋势;螺杆在齿间间隙附近出现多处泄漏通道,在各腔室压差的作用下,第一级腔内没有出现明显的高流速区域,从第二级腔内开始发生明显的高速泄漏;随着齿间间隙的不断增大,同一级腔内的齿侧间隙泄漏面积、泄漏速度以及流体从进口到出口的泄漏流量和容积损失都随之增大,当齿间间隙为0.04,0.08,0.12,0.16和0.20 mm时,由该间隙所造成的容积损失的值分别为4.03%,4.57%,5.00%,5.43%和5.72%. 相似文献
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针对河套灌区宽畦田、大畦块导致的灌水效率低的问题,为探求变化环境下适宜的畦灌技术参数,在河套灌区沈乌灌域典型试验基础上,采用不同灌溉设计方案对典型砂土较大田块（长×宽为80m×25m）灌水质量进行评价,并在WinSRFR模型模拟基础上分析不同参数对最佳方案灌水质量指标的敏感性变化情况。结果表明：砂土畦田规格（80m×25m）较大时农田灌水效果较差,在中等流量（入畦流量Q=20L/s、单宽流量q=0.80L/(m·s)）水平下,减少尾部25%的田间面积（改水成数从1.0降低至0.75）可节省40%的灌水时间,并可减少16%的灌溉水在水流推进过程中的渗漏损失。采用田块规格+灌水时间设计方案后灌水效果较典型田块得到显著改善,垂直分割田块（80m×12.5m）在较大流量水平（Q为26~30L/s、q为2.08~2.40L/(m·s)）下灌水效率从67%~80%提升至97%~99%,灌水均匀度从0.59~0.79提高至0.84~0.95,储水效率从1.17降低至0.76,并且可以节省当前灌水时间的20%以上,中等流量（Q=20L/s、q=1.60L/(m·s)）下在获得更优灌水质量的同时可以节省40%的灌水时间,节水效果显著。不同参数对灌水质量评价指标具有相同的变化规律,计划需水水深对灌水质量影响明显,极小单宽流量情况下灌水质量受田面坡度、畦田长度影响较小。建议灌区采用的砂土畦田规格为80m×12.5m,并且可根据实际不同来水流量选择所需的最佳单宽流量和灌水时间组合。 相似文献
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为了分析二级洞塞泄流的消能特性,揭示洞塞几何体形参数对洞塞泄流消能效果的影响规律,运用三维RNG k-ε紊流数学模型对洞塞泄流进行了数值模拟.建立了洞塞泄流的室内物理模型试验,利用模型试验结果对数学模型进行了验证,两者吻合较好.第1和第2级洞塞面积收缩比分别取为0.2,0.3,0.4和0.5,第1和第2级洞塞相对长度相等并分别取为0.5,1.5和3,形成144种工况.利用验证后的数学模型对上述144种工况进行计算和分析.结果表明：第1和第2级洞塞面积收缩比对消能率和消能比的影响较大,而相对长度对其影响很小.在其他几何体型参数一定的情况下,随着第2级洞塞面积收缩比的增大,第1级洞塞消能率和消能比相应增大,第2级洞塞消能率和消能比相应降低.在其他几何体型参数一定的情况下,随着第1级洞塞面积收缩比的增大,第1级洞塞消能率和消能比相应降低;第2级洞塞消能率变化不大,而消能比相应增加.当第1和第2级洞塞面积收缩比分别达到最小时,消能率达到最大. 相似文献
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在传统设计理论提出堵头结构初步设计成果的基础上，使用大型通用有限元软件ANSYS，分析导流隧洞堵头结构在封堵工况下的应力、变形分布规律，并采用整体安全系数法进行堵头结构的整体抗滑稳定分析；然后，对初步设计的堵头结构进行优化设计，使堵头结构更加经济合理。结果表明，有限单元法对采用传统设计方法得到的堵头设计成果具有较大的优化作用，可以为堵头设计方法的改进提供参考。 相似文献
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在大棚滴灌条件下对厚皮甜瓜伊丽莎白不同生育期进行不同程度的亏缺灌溉,研究调亏灌溉对其植株生长、产量、品质及水分利用效率的影响.以土壤相对含水量为标准,在营养生长期和生殖生长期分别设置不同的土壤水分灌溉下限处理,分别是T1(75%~75%),T2(75%~55%),T3(65%~65%),T4(55%~75%),T5(55%~55%)5个试验处理.结果表明:在营养生长期,随着水分亏缺程度的加大,株高、茎粗、叶面积均呈减小趋势.在果实发育阶段,营养生长期及生殖生长期的水分亏缺对果实的生长、产量都有影响,均随亏缺程度的加大而降低,产量以处理T1和T2的最高,T5的最低,T3的大于T4的,各处理间差异具有统计学意义.水分利用效率为处理T2的最高,T1和T4的较低,T2与T4相比,在灌水基本相同的条件下,产量增加了26.2%,水分利用效率提高了27.7%.品质方面,水分亏缺提高了TSS含量;在营养生长期充分灌溉、生殖生长期亏水灌溉可以提高可溶性蛋白、游离氨基酸、维生素C的含量;而营养生长期亏水灌溉、生殖生长期充分灌溉有利于可滴定酸的合成.经综合分析,认为处理T2的灌溉下限设置可以作为武汉地区大棚滴灌条件下的甜瓜灌溉制度. 相似文献
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文章通过小试装置研究了表面流人工湿地对人工模拟生活污水的处理效果及相关运行参数。实验结果表明,表面流人工湿地系统对污水中的COD,TN,TP均有较好的综合净化能力,对各种污染物指标的去除率可分别达到COD 75%,TN 75%,TP 73%,其中COD和TN达到一级排放标准分别需3 d和4 d的表观停留时间,TP要达到二级排放标准则需6 d的表观停留时间。而且,湿地植物对TN和TP的去除有比较明显的促进作用。 相似文献
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为了探讨砒砂岩地区沙棘林木覆盖度对沙棘林下草本植被的影响效果,文章对内蒙古自治区鄂尔多斯砒砂岩区不同覆盖度沙棘人工林对林下植被的影响进行了调查研究,通过对林下植被的盖度、生物量、物种多样性的结果分析,从造林对林下草本植被良性影响角度考虑,砒砂岩区沙棘林的覆盖度应该以20％-25％为宜。 相似文献
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为进一步探讨不同因素对动边界环隙流场水力特性的影响,采用试验和理论分析相结合的方法,对环隙宽度条件分别为25,20,15,10 mm的动边界环隙流场水力特性进行研究,试验采用筒装料管道水力输送管道车模型在管路系统平直段部分完成,流量条件为60 m3/h,管道车模型质量为750 g．研究结果表明:平直管段动边界环隙内部水流为紊流形态;环隙断面内各测点压力值随环隙宽度增大趋于集中,且同一断面内动边界管道车壁附近压力值较小,固定管道边壁处压力值较大;同一宽度条件下,轴向速度在车中断面内分布较车前、车后断面更为均匀,且呈现动边界附近速度值较大,固定边界附近值较小的环绕车体层状分布;环隙宽度为20 mm时,断面内轴向速度分布均匀性最好;各环隙宽度条件下,车身沿程各测试断面内周向速度均呈现不均匀分布． 相似文献
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基于Kinect相机的穴盘苗生长过程无损监测方法 总被引：2，自引：0，他引：2
为实现工厂化穴盘苗的无损测量,提出一种基于Kinect相机的穴盘苗生长过程无损监测方法。以黄瓜穴盘苗为监测对象,在穴盘苗正上方架设Kinect相机,获取穴盘苗的彩色图像和深度图像,并进行彩色图和深度图之间的像素匹配;通过对彩色图像进行预处理、阈值分割、形态学运算和连通分量统计,获取穴盘发芽率;同时,由图像分割获取的幼苗轮廓和深度值计算得到叶片中心像素点坐标及其对应的深度,以此得到相机到幼苗叶片中心的高度,结合相机到穴盘格的距离和穴盘高度,实现对穴盘苗株高的监测;将深度图像进行直通滤波、条件滤波、边界保持滤波处理,有效去除穴盘苗周围的背景噪声以及波动幅度大的深度数据,获得幼苗叶片中像素点的有效深度,通过在深度图像中对叶片进行重建实现叶面积分析;基于获取的穴盘苗株高和叶面积建立壮苗指数评价模型。利用穴盘苗生长过程监测数据进行实验验证,结果表明,在发芽后5 d内,发芽率误差不大于1.567%;株高和实际株高之间的拟合优度R2为0.875,RMSE为1.395 mm;叶面积平均误差为2.15%;壮苗指数拟合优度R2为0.958。说明本文设计的穴盘苗监测方法可以实现对穴盘苗的发芽率、株高、叶面积和壮苗指数的无损监测,为工厂化穴盘苗生长过程监测提供了有效的解决方案。 相似文献
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为研究不同氮肥调控模式对于夏玉米生产效率的差异性影响,以松嫩平原黑土耕作区为研究对象,设置3种施肥水平(N1:280 kg/hm2,N2:320 kg/hm2,N3:360 kg/hm2),3种施肥比例(F1:20%-30%-50%,F2:33%-33%-33%,F3:50%-30%-20%),组合成9种处理.比较分析了不同处理下植株根系特征、植株氮素累积、作物产量及植株生产效率的差异,采用相关分析揭示植株根表面积对氮素累积量贡献效果,构建植株吸氮量与作物收获指数间的关联函数及其互作效应关系,最终筛选最优的氮素调控模式.结果表明,植株根系受氮素调控驱动影响较为显著,其中N1F2,N1F3处理条件下的植株根系总长较N1F1分别增加了306.4 cm和436.1 cm,且其根表面积和根质量也呈现不同程度的增加;在N2,N3施肥水平下,3种施肥比例分别呈现出相同的规律;植株根表面积与氮素累积量间关系密切,随着氮素的补给量增加,在N2施肥水平下,根表面积的增加对于氮素累积的促进最明显;N2F3处理条件下氮肥偏生产力达33.89 kg/kg,氮肥利用效率达到最优.另外,植株吸氮量与作物产量及收获指数具有显著的二次函数关系,表明在氮素供给与植株生产力之间存在最佳阈值.综合植株根系长势、氮素累积及生产效率状况等因素,最终决策N2F3的调控模式最适宜该区域. 相似文献
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供氮水平对水稻抽穗期植株根系形态及养分吸收的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
为了研究供氮水平(设置了5个不同处理CK,N1,N2,N3和N4,氮质量浓度分别为0,25,50,75和100 mg/L)对抽穗期水稻植株根系形态及养分吸收的影响,以黄华占和晶两优1468两种水稻为研究对象,采用水培方式进行盆栽试验,并探讨了供氮水平对水稻抽穗期植株根系形态及养分吸收的影响.结果表明:N2处理下,黄华占总根长、总根体积和总根表面积分别增加4.62%,189.58%和36.63%;晶两优1468总根长、总根体积和总根表面积分别增加13.84%,55.76%和54.17%.黄华占和晶两优1468根茎叶干质量分别增长71.51%,39.94%,104.04%,以及90.38%,46.53%,67.07%.因而黄华占和晶两优1468的总根长、总根体积和总根表面积以及根茎叶干质量随培养液氮浓度增加均呈先上升后下降的趋势,其变化规律符合二次函数关系,供氮水平为50 mg/L时最适宜黄华占和晶两优1468两种水稻生长. 相似文献
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柴油机富氧进气燃用乳化柴油的循环变动与燃烧特性 总被引：1，自引：1，他引：0
在直喷柴油机上采用进气增氧(氧气在进气中的体积分数为21%、23%、25%和30%)技术,对燃用不同掺水乳化柴油(水在乳化柴油中的体积分数为0%、10%、20%和30%)的循环变动及燃烧特性进行研究;实验工况为发动机经济转速、中等负荷,采集20个连续循环,取最大爆发压力值,计算循环变动率.研究结果表明:在纯柴油条件下,随氧含量的增加,缸内最大爆发压力增加,循环变动率降低,燃烧始点提前;在使用乳化柴油时,着火点随水乳化率的增加而推后,但其依然遵循随进气O2体积分数增加而提前的规律;含水率达30%时,着火延迟加大,燃烧组织恶化,循环变动加大. 相似文献