Onderzoek naar de driedimensionale stroomscheiding geïnduceerd door een model vocal fold poliep

Het algemene doel van het volgende experiment is om de driedimensionale stromingsafscheiding te onderzoeken die wordt veroorzaakt door een model van een vocale vouwwelzweer. Dit wordt bereikt door een beschermende hemisfeer met een verhouding van twee tot één in de testsectie van een windtunnel te plaatsen om een aan de muur gemonteerde uitsteeksel te modelleren, zoals een poliep of knoop. Als tweede stap worden oliestroomvisualisatietechnieken uitgevoerd, die de visualisatie van huidwrvingslijnen en afscheidings- en hechtingspunten binnen de oppervlaktestroming mogelijk maken.

Vervolgens worden onstabiele oppervlaktedrukmetingen verkregen rond de aan de muur gemonteerde uitsteeksel. Om de drukbelastingen rond het model van de poliep te kwantificeren, tonen de resultaten in combinatie met symmetriegegevens van deeltjesbeeldvilla's de aanwezigheid aan van een hoefijzervormige wervelafvloeiing, haakjeswervels en ruimtelijke en temporele drukbelastingen rond het model van de vocale vouwwelzweer, die naar verwachting zullen bijdragen aan onregelmatige vocale vouwdynamiek die wordt waargenomen bij patiënten met pathologische aandoeningen zoals poliepen of knobbeltjes. Deze methode kan inzicht geven in de vloeistofdynamica van pathologische vocale vouwaandoeningen.

Het kan ook worden toegepast op andere systemen zoals bloedstroom en vernauwde slagaders, beheer van kustduinen, secundaire stroming en warmtewisselaars en windenergietoepassingen. Over het algemeen kunnen personen die nieuw zijn bij deze methode moeite hebben met het bepalen van de juiste olie-gebaseerde mengsel voor hun specifieke testomstandigheden. Om het model van de vocale vouwwelzweer te maken, begint u met het bouwen van een driedimensionaal computerondersteund ontwerp of CAD-model van de poliep.

Als een prolote hemisfeer, voegt u een vierkante basis toe aan de onderkant van het model van de vocale vouwwelzweer om het model aan de testsectievloer te bevestigen. Exporteer het 3D CAD-model als een stereolithographie of STL-bestand. Kies een resolutie van minimaal 600 punten per inch om een glad oppervlak op het model van de poliep te garanderen.

Upload het STL-bestand naar de juiste software en print het met behulp van een 3D-printer met hoge resolutie of een snelle modelleerder. Met een ingebouwde laagresolutie van minimaal 20 micrometer is de poliep nu klaar om in de windtunnel te worden gemonteerd. De testsectie van de windtunnel heeft een verwijderbare bodemplaat met een vierkant gat dat langs de span-wijse middellijn is geplaatst en op de gewenste neerwaartse locatie.

Het gat wordt gebruikt voor het monteren van het model van de vocale vouwwelzweer. Om voor te bereiden op de oliestroomtests, bedekt u het binnenoppervlak van de testsectie van de windtunnel met wit plakpapier. Plaats het plakpapier voorzichtig om er zeker van te zijn dat er geen plooien of bultjes zijn door luchtbellen.

Snijd een gat in het plakpapier boven het vierkante gat in de testsectievloer. Vervang vervolgens de verwijderbare bodemplaat in de testsectie. Plaats nu de modelpoliep in de ankerpositie.

Om voor te bereiden op het testen met behulp van een hoge resolutiecamera boven de testsectie van de windtunnel, stelt u de camera zo in dat het gezichtsveld de modelpoliep en het omringende testsectiegebied omvat. Stel de camera in om afbeeldingen of video te verwerven. Bereid de oliestroomvisualisatieoliemix voor door babyolie, kopietoner, poeder en kerosine te combineren in een zeven tot een tot twee verhouding naar volume.

Meng de babyolie en tonerpoeder samen in een container en roer een paar seconden totdat de toner volledig is opgelost. Voeg vervolgens de kerosine toe en meng. Breng het mengsel over in een spuitfles voor gemakkelijke toepassing op het oppervlak van de testsectie.

Voordat u het oliemix gebruikt, maakt u het testsectieoppervlak schoon met water en droogt u het af met een papieren handdoek. Laat het vervolgens enkele minuten aan de lucht drogen. Gebruik de spuitfles gevuld met de oliemix om een dunne gelijkmatige laag vloeistof te spuiten over het gebied rond het model van de vocale vouwwelzweer.

Een dunne gelijkmatige oliemixlaag is belangrijk voor het produceren van goede olie. Films visualisatiebeelden starten de afbeelding of video-acquisitie op de camera. De camera-acquisitie wordt gestart voordat de windtunnel wordt ingeschakeld.

Om de aanvankelijke tijdelijke oliestroommixbeweging te vangen, zet u de zuigwindtunnel aan op de gewenste snelheid. De oliemix zal beginnen te stromen langs het oppervlak van de testsectie. Zodra de oliemix stopt met stromen en een stabiele toestand heeft bereikt, zoals wordt weergegeven door stationaire patronen, of wanneer de gewenste tijd is verstreken, stopt u met opnemen met de camera en zet u de windtunnel uit om statische druk toe te voegen.

Tik op het oppervlak van de testsectievloer. Begin bij de middellijn van de ankerpositie van de modelpoliep en boor gaten in de verwijderbare plaat om een rasterpatroon te maken dat acht punt achtennegentig centimeter breed en 22 punt 86 centimeter neerwaarts spant. Monteer vervolgens roestvrijstalen tabulaties in de gaten rond de modelpoliep in de gewenste configuratie.

De beproevingen hebben een uitstulping aan het ene uiteinde voor het bevestigen van flexibele buizen en zijn recht aan het andere uiteinde voor montage. Wanneer ze goed zijn gemonteerd, zijn de beproevingen vloeiend met de testsectievloer. Bevestig vervolgens korte stukken helder flexibel polyvinylchloride buizen om de gemonteerde roestvrijstalen tabulaties te verbinden met de meetpoorten van de scandruktransducer.

De scandruktransducer heeft 16 drukpoorten. Begin met het verwerven van oppervlaktedrukgegevens door de scandruktransducer aan te sluiten op een computer en de acquisitieparameters te configureren met behulp van de scandruktransducersoftware. Stel de acquisitiesoftware in om gedurende de gewenste duur van de gegevensverwerving gegevens te verzamelen met 500 hertz.

Stel vervolgens de zuigwindtunnel in op de gewenste snelheid. Begin nu met het verwer