摘要：背景:以现代设计方法与数值仿真为基础的研究方法来探究维医埋沙疗法的作用机制成为了可能。目的:探究一种基于CT值的非均匀各向同性的骨生物有限元建模方法,并观察维医沙疗对兔股骨力学性能的影响。方法:利用木瓜蛋白酶建立8只新西兰成年大白兔右后股骨的骨性关节炎模型,并将其分为沙疗组和对照组。沙疗组进行维医埋沙治疗后,利用CT扫描所有兔股骨模型,将断层影像数据导入MIMICS软件,生成股骨3D模型,对其进行体网格划分,并赋予材料属性,然后在Ansys中进行三点弯曲模拟并求解;同时,对所有兔股骨模型进行体外三点弯曲试验,得到相应的挠度与最大应力值。最后,将基于三维有限元建模方法所得的结果与实验所得的结果进行对比分析。结果与结论:(1)利用兔股骨三维有限元模型进行三点弯曲模拟分析所得到的挠度、最大应力跟试验中所得到的数据都有较好的相关性。(2)结果说明有限元建模方法比较符合骨的结构与材料属性,可用于进行骨骼受力和变形分析。

摘要：室内沙疗室沙体温度分布不均会不利于沙疗进行.为找出使沙体较均匀热场分布的加热设计,依据吐鲁番实地情况设计了"仿太阳光"的单面加热和"仿太阳光及地温"的双面加热两种方法,运用CFD技术建立了室内沙疗室加热过程的三维热物理模型,数值模拟并实验验证了其热场分布.结果表明:测点处的温度模拟值与实验值吻合良好,能很好地反映空气和沙体的热场分布规律;相比单面加热,双面加热达到沙疗温度的时间降低了一半,沙体各层的温差更小,热场分布更均匀;加热后可治疗沙层区间的长度关系为:双面约为15cm>吐鲁番实地为10cm>单面约为5cm.可见双面加热设计更利于室内人工维医沙疗进行,为进一步完善室内沙疗系统及深入研究室内沙疗的最佳热疗效应奠定基础.

摘要：研究室内沙疗室实验阶段空气和沙体间热量传递规律。运用计算机流体力学(CFD)技术建立了室内沙疗室实验阶段三维热物理模型及数学模型,应用Fluent软件计算了沙疗室内气固耦合传热问题,数值模拟与实验验证了空气和沙体温度场的变化。结果表明模拟与实验中空气和沙体的温度场变化规律吻合良好;与吐鲁番沙疗场相对照,模拟得到了适宜室内进行沙疗的温度稳态层及其埋沙深度;通过单口热压自然通风使室内沙疗室的空气热环境具有一定的热舒适度。因而,室内沙疗室可提供沙疗所需温度且相对舒适的热环境,为进一步完善室内沙疗系统的设计提供理论和实践依据。