本文關鍵詞：基于一維、三維耦合的血球儀流體網(wǎng)絡仿真平臺設計與應用

  更多相關文章： 血細胞分析儀 流體網(wǎng)絡 瞬態(tài)過程 一維和三維耦合仿真

【摘要】：隨著科技的進步,血細胞分析儀在國內(nèi)各類醫(yī)院已得到廣泛應用。但目前從整個國內(nèi)市場來看,醫(yī)院使用的血細胞分析儀90%引進國外,價格昂貴,與此同時我國醫(yī)療器械還處于起步階段,本文就是在這樣一個大的背景下針對流體系統(tǒng)提出的。流體系統(tǒng)作為血細胞分析儀最重要的組成部分,但在面對流體系統(tǒng)設計與流動特性分析時,工程師往往只針對局部元件進行仿真,整體設計仍采取先做后驗證的方式,未進行科學有效的模擬仿真,造成設計工作反復,設計周期延長的局面。首先詳細介紹了系統(tǒng)仿真最常用的兩種方法,對他們各自優(yōu)缺點進行了分析,然后根據(jù)系統(tǒng)的需求確定本文采用一維、三維耦合仿真的方法,一方面可以滿足獲取系統(tǒng)中各個支路的壓力和流量的實時變化,另一方面可以實現(xiàn)具體元件的流場分析。單個元件的損失模型是流體系統(tǒng)仿真設計的基礎,而損失模型的建立離不開大量有效數(shù)據(jù)的支撐。本文首先設計傳感器數(shù)據(jù)采集電路,并通過一系列的實驗收集了各個元件在常溫下的運行參數(shù),結合流體系統(tǒng)元件的流動損失理論基礎,通過Matlab建立了30多種系統(tǒng)主要元件的損失模型,豐富了一維分析軟件Flowmaster的元件庫。根據(jù)實際系統(tǒng),用Flowmaster搭建起血細胞分析儀的一維管路部分,并為三維計算提供相關的邊界條件,同時針對系統(tǒng)中復雜、特殊的元件,用ANSYS完成建模,同時為一維計算提供實驗難以獲得的邊界條件。最后,通過接口軟件Mp CCI將一維和三維軟件連接起來,實現(xiàn)兩者交叉迭代雙向耦合計算。對本文涉及的一維、三維耦合仿真平臺進行實驗測試,結果顯示,該仿真平臺計算結果基本正確。文章的末尾對流動室子系統(tǒng)進行了穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)兩方面的仿真分析,對系統(tǒng)提供了可行的優(yōu)化方案。
【關鍵詞】：血細胞分析儀 流體網(wǎng)絡 瞬態(tài)過程 一維和三維耦合仿真
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TP391.9;R197.39
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-14
• 1.1 課題背景及意義8-9
• 1.1.1 血細胞分析儀介紹與發(fā)展8
• 1.1.2 課題研究的背景及意義8-9
• 1.2 與本文相關的研究現(xiàn)狀9-13
• 1.2.1 一維管路系統(tǒng)特性研究現(xiàn)狀9-10
• 1.2.2 三維CFD流動仿真研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.3 系統(tǒng)一維與三維耦合模擬計算11-13
• 1.3 論文主要研究目標與內(nèi)容13-14
• 第2章 流體系統(tǒng)元件壓強損失建模14-24
• 2.1 數(shù)據(jù)采集14-18
• 2.1.1 傳感器采集電路設計14-15
• 2.1.2 傳感器標定曲線15-17
• 2.1.3 標定曲線誤差分析17-18
• 2.1.4 實驗裝置18
• 2.2 數(shù)據(jù)輸出18
• 2.3 流體系統(tǒng)常用元件損失建模18-23
• 2.3.1 沿程損失20
• 2.3.2 局部損失20-21
• 2.3.3 曲線擬合21-23
• 2.4 本章小結23-24
• 第3章 一維和三維耦合計算的實現(xiàn)24-34
• 3.1 一維建模分析24-27
• 3.1.1 主要元件介紹24-26
• 3.1.2 一維管路設計26-27
• 3.2 CFD建模分析27-31
• 3.2.1 Ansys中Wbc/Rbc池模型的建立27-28
• 3.2.2 Ansys中Diff池模型的建立28-30
• 3.2.3 流動室模型的建立30-31
• 3.3 耦合計算策略31-33
• 3.5 本章小結33-34
• 第4章 仿真平臺實驗測試與誤差分析34-44
• 4.1 白細胞計數(shù)子系統(tǒng)測試34-38
• 4.2 DIFF池子系統(tǒng)測試38-40
• 4.3 流動室子系統(tǒng)測試40-43
• 4.4 本章小結43-44
• 第5章 仿真平臺的應用44-53
• 5.1 系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)性能仿真44-46
• 5.2 系統(tǒng)瞬態(tài)性能仿真46-52
• 5.3 本章小結52-53
• 結論53-54
• 參考文獻54-58
• 致謝58

【共引文獻】

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本文編號：753119