【摘 要】
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背景和目的主要对正常成年男性生理状态下,非稳态呼吸模型中鼻腔气流进行数值模拟研究,并与稳态呼吸层流模型和正弦曲线模拟周期性呼吸模型中的数值进行比较。方法对经过筛选
【出 处】
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北京协和医学院(中国医学科学院) 北京协和医学院 中国医学科学院 清华大学医学部
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背景和目的主要对正常成年男性生理状态下,非稳态呼吸模型中鼻腔气流进行数值模拟研究,并与稳态呼吸层流模型和正弦曲线模拟周期性呼吸模型中的数值进行比较。方法对经过筛选的正常成年男性头部CT进行扫描三维重建,使用Fluent13软件模拟正常人鼻腔、鼻窦结构,以鼻阻力仪测定平静呼吸时流量随时间变化的曲线作为入口边界条件,根据Navier-Stokes方程计算正常鼻腔在非稳态呼吸状态下气流速度、压力、分布、迹线和鼻窦气流交换等参数。并将稳态呼吸及正弦曲线模拟的周期性呼吸状态下计算所得的气场参数进行比较。结果非稳态呼吸状态下,鼻腔最大速度位于鼻瓣区域,气流主要流经中鼻道以及总鼻道中间部分,以层流为主,呼气相和吸气相都有涡旋,吸气相涡旋多于呼气相,速度低时涡旋更明显。吸气相,鼻腔内剪切力最大的部位位于鼻中隔前端。将稳态气流和正弦曲线模拟的周期性变化气流与非稳态情况作对比,对比速度压强的分布、气流状态,剪切力分布趋势,正弦曲线模拟的周期性呼吸状态更接近非稳态呼吸。结论相比于稳态呼吸模型,正弦曲线模拟周期性呼吸是一个更加理想的模型,但是曲线常数的设置有待进一步研究。健康成年男性生理状态下的非稳态呼吸时,鼻腔内气流的空气动力学性质存在一定的共同特性
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