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结构反应趋势 | |||||||||
【2012/5/2】 | |||||||||
有关专家做了椎体模型内模拟注射实验,前面实验已经完成了在新鲜的干椎体标本上进行硅油注射的研究,但是只能观察到其物理过程的分布结果,其动态的物理流动分布过程不能观察到,无法对其流动及分布规律做定性的准确描述。因而采用计算机软件对椎体进行模拟,构建椎体的多孔介质模型。然后运用Fluent软件对流体流动过程进行数值模拟、Euler方法对流体的运动进行分析。椎体内部是由固态的骨小梁和孔隙组成的结构,椎体内骨小梁体积所占的比例比较小,所以可以把它看成多孔介质。 有时候这个问题比较难以计算,因骨水泥相对于剪切率是非线性的流体,在应用流体力学方法求解其流动及分布规律的时候,其粘度不稳定,会使其流动及分布规律难以计算。在此初步的研究过程中只需考虑流体分布,不涉及传热,在计算过程中影响流体分布的主要参数为孔隙率和渗透性以及流体的粘度,所以试验选用与骨水泥的粘度相匹配的10万标准粘度硅油作为注射流体来代替骨水泥做研究。且硅油物性稳定、具有常数牛顿粘度、粘度相对温度变化稳定、相对于椎体二者的渗透性相似。 从两个流动分布情况表可以看出,在同一个时刻,中心平面的分布面积 ,分别向周围面积逐渐减小,且与中心平面对称的平面上的面积分布趋势相同。跟总体规律不符合的地方,因为分析的平面取的特别的靠近,在工程计算的误差容许的范围之内,总体的趋势仍然是反映了这个规律。因而得到模拟骨水泥在椎体内的流动分布规律:以注射点为圆心,在经过注射点的各个平面上,向各个方向呈类圆形流动分布,成为一个类球体的结构。而这个结构恰恰就表达了其流动分布的趋势。 (6)(24)(32) |
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