| 摘要 | 第1-13页 |
| ABSTRACT | 第13-17页 |
| 第1章 绪论 | 第17-29页 |
| ·引言 | 第17-19页 |
| ·病毒气溶胶成为生物恐怖袭击及病毒传播的重要方式 | 第17页 |
| ·机动卫生防护舱室中少量有毒气溶胶对人体仍具危害 | 第17-18页 |
| ·城市环境空气质量持续下降引发人们普遍关注 | 第18-19页 |
| ·国内外研究现状与存在问题 | 第19-25页 |
| ·人体上呼吸道模型构建研究现状 | 第19-21页 |
| ·上呼吸道内气流组织研究现状 | 第21-22页 |
| ·上呼吸道内颗粒扩散沉积研究现状 | 第22-24页 |
| ·存在问题分析 | 第24-25页 |
| ·研究的目的意义 | 第25-27页 |
| ·研究目的 | 第25页 |
| ·研究意义 | 第25-27页 |
| ·主要研究内容及研究思路 | 第27-29页 |
| ·主要研究内容 | 第27-28页 |
| ·研究思路 | 第28-29页 |
| 第2章 人体上呼吸道三维规范模型构建 | 第29-41页 |
| ·引言 | 第29页 |
| ·人体上呼吸道生理解剖结构及 CT 扫描 | 第29-31页 |
| ·人体上呼吸道生理解剖结构 | 第29-30页 |
| ·人体上呼吸道 CT 扫描 | 第30-31页 |
| ·个体上呼吸道重建及归一化处理 | 第31-33页 |
| ·个体三维模型的重建 | 第31页 |
| ·个体三维模型的定位 | 第31-32页 |
| ·个体三维模型的缩放 | 第32-33页 |
| ·个体模型切片及切片图像融合处理 | 第33-35页 |
| ·个体模型的切片处理 | 第33-34页 |
| ·切片图像的融合处理 | 第34页 |
| ·融合图像三维重建 | 第34-35页 |
| ·融合图像模型的规范化处理 | 第35-38页 |
| ·人体上呼吸道关键部位选定 | 第35页 |
| ·关键尺寸统计 | 第35-36页 |
| ·模型规范化处理 | 第36-38页 |
| ·人体上呼吸道模型对比分析 | 第38-40页 |
| ·定性分析 | 第38-39页 |
| ·定量分析 | 第39-40页 |
| ·本章小结 | 第40-41页 |
| 第3章 人体上呼吸道流固耦合力学模型构建 | 第41-54页 |
| ·引言 | 第41页 |
| ·流固耦合力学基本理论 | 第41-47页 |
| ·流固耦合力学问题及其分类 | 第41-42页 |
| ·流固耦合力学问题求解方法 | 第42-44页 |
| ·流固耦合问题数值离散方法 | 第44-47页 |
| ·呼吸道弹性壁面有限元模型构建 | 第47-49页 |
| ·规范模型的逆向工程重建 | 第47-48页 |
| ·上呼吸道壁面的参数设计 | 第48页 |
| ·上呼吸道壁面网格划分及约束条件 | 第48-49页 |
| ·流体域创建与网格划分 | 第49-51页 |
| ·流体计算域的确定 | 第49页 |
| ·流体域网格划分 | 第49-51页 |
| ·呼吸道流固耦合力学模型控制方程 | 第51-53页 |
| ·固体（呼吸道壁面）控制方程 | 第51-52页 |
| ·流体控制方程 | 第52页 |
| ·流固耦合界面控制方程 | 第52-53页 |
| ·本章小节 | 第53-54页 |
| 第4章 流固耦合作用下人体上呼吸道内气流组织数值仿真研究 | 第54-75页 |
| ·引言 | 第54页 |
| ·湍流模型及数值仿真方法 | 第54-63页 |
| ·湍流模型的选择 | 第55-58页 |
| ·SST 模型和 SAS-SST 模型 | 第58-60页 |
| ·Re 转捩模型 | 第60-62页 |
| ·流体域数值仿真方法 | 第62-63页 |
| ·稳态呼吸模式下人体上呼吸道内气流组织仿真分析 | 第63-68页 |
| ·不同呼吸条件下人体上呼吸道壁面形变分析 | 第63-65页 |
| ·口喉模型内气流组织分析 | 第65-67页 |
| ·气管支气管模型内气流组织分析 | 第67-68页 |
| ·循环呼吸模式下人体上呼吸道内气流组织仿真分析 | 第68-73页 |
| ·不同时刻人体上呼吸道壁面形变分析 | 第68-69页 |
| ·吸气阶段模型内气流组织分析 | 第69-70页 |
| ·呼气阶段模型内气流组织分析 | 第70-72页 |
| ·流固耦合作用对气流组织的影响 | 第72-73页 |
| ·本章小结 | 第73-75页 |
| 第5章 流固耦合作用下人体上呼吸道内涡结构演化过程数值仿真研究 | 第75-92页 |
| ·引言 | 第75页 |
| ·流体域数学模型及数值仿真方法 | 第75-78页 |
| ·大涡模拟数值仿真方法 | 第75-76页 |
| ·涡结构的判别 | 第76-78页 |
| ·流体域数值仿真方法 | 第78页 |
| ·稳态呼吸模式下呼吸流涡结构特征及其演化过程分析 | 第78-82页 |
| ·人体上呼吸道模型内的涡量分布 | 第78-80页 |
| ·稳态呼吸模式下口喉模型内的涡结构特征及其演化过程 | 第80-81页 |
| ·稳态呼吸模式下气管支气管内的涡结构特征及其演化过程 | 第81-82页 |
| ·循环吸气模式下呼吸流涡结构特征及其演化过程分析 | 第82-86页 |
| ·吸气不同时刻模型内的涡量分布 | 第82-83页 |
| ·t=1s 时刻口喉模型内的涡结构特征及其演化过程 | 第83-84页 |
| ·t=1s 时刻气管支气管内的涡结构特征及其演化过程 | 第84-86页 |
| ·循环呼气模式下呼吸流涡结构特征及其演化过程分析 | 第86-90页 |
| ·呼气不同时刻模型内的涡量分布 | 第86-87页 |
| ·t=3s 时刻口喉模型内的涡结构特征及其演化过程 | 第87-89页 |
| ·t=3s 时刻气管支气管内的涡结构特征及其演化过程 | 第89-90页 |
| ·本章小结 | 第90-92页 |
| 第6章 呼吸流速度场及涡结构演化的 PIV 实验研究 | 第92-101页 |
| ·引言 | 第92页 |
| ·PIV 实验原理 | 第92-93页 |
| ·PIV 实验模型制备及装置搭建 | 第93-96页 |
| ·上呼吸道实验模型制备 | 第93-94页 |
| ·实验装置搭建 | 第94-96页 |
| ·PIV 实验方案 | 第96-97页 |
| ·实验结果及对比分析 | 第97-100页 |
| ·实验测量结果 | 第97-99页 |
| ·实验结果与仿真结果对比分析 | 第99-100页 |
| ·本章小结 | 第100-101页 |
| 第7章 流固耦合作用下人体上呼吸道内气溶胶扩散仿真与沉积实验研究 | 第101-114页 |
| ·引言 | 第101页 |
| ·数学模型及数值仿真方法 | 第101-103页 |
| ·颗粒轨迹控制方程 | 第101-103页 |
| ·数值仿真方法 | 第103页 |
| ·气溶胶扩散数值仿真分析 | 第103-106页 |
| ·稳态呼吸模式下气溶胶颗粒的扩散轨迹 | 第103-104页 |
| ·循环呼吸模式下气溶胶颗粒的扩散轨迹 | 第104-105页 |
| ·颗粒扩散转捩与气流转捩及涡结构演化的关系 | 第105-106页 |
| ·气溶胶沉积数值仿真及实验验证 | 第106-112页 |
| ·气溶胶沉积率 | 第106-107页 |
| ·气溶胶沉积数值仿真结果分析 | 第107-109页 |
| ·气溶胶沉积实验验证 | 第109-112页 |
| ·本章小结 | 第112-114页 |
| 第8章 结论与展望 | 第114-118页 |
| ·主要结论 | 第114-116页 |
| ·创新点 | 第116页 |
| ·工作展望 | 第116-118页 |
| 参考文献 | 第118-132页 |
| 文献综述 | 第132-137页 |
| 在学期间取得的成果及发表的代表性论著 | 第137-146页 |
| 作者简历 | 第146-147页 |
| 致谢 | 第147页 |
