植入式軸流血泵環(huán)空流場分析與結構優(yōu)化.pdf

1、近年來，終末期心力衰竭的治療已成為臨床心血管內、外科所面臨的巨大挑戰(zhàn)。由于藥物治療和外科手術的局限性，以及供體心臟的短缺，促進了心臟機械輔助循環(huán)裝置（人工心臟）的發(fā)展。人工心臟主要以微型機械泵來代替或輔助自然心臟泵血，其中軸流血泵由于結構簡單、效率高、體積小、易植入人體等優(yōu)點，已逐漸成為人工心臟的發(fā)展趨勢。血液在血泵中流動，會因各種因素導致溶血，因此，研究血液在軸流血泵的流場性能，對血泵在醫(yī)學臨床上的使用有著極大的意義。
　　

2、本文研究了血液在血泵中的環(huán)形空間流動，采用CFD技術對血液在血泵內的流場進行了仿真分析，并在此基礎上對現(xiàn)有血泵的結構進行了優(yōu)化。論文的具體工作如下:
　　 1.對血液在血泵中的環(huán)空螺旋流動性能進行研究，推導出速度、流量、壓力梯度和流變方程的表達式;對血液在血泵中的湍流Standardk-ε方程進行了推導;研究了血細胞在旋轉血泵中的運動，得出了血細胞的軸向與徑向速度的表達式。
　　 2.采用轉速-流量-水頭實驗臺進行軸流血

3、泵體外流體性能實驗。實驗結果表明:血泵入口壓力較低時對出口壓力與流量沒有明顯影響;血泵的出口壓力大，流量小;出口壓力與流量隨著轉速的增大而增大;粘度大的液體出口壓力與流量小;根據人體生理學的條件，選擇合適的入口壓力、出口壓力、轉速與流量作為仿真分析的邊界條件。
　　 3.采用fluent軟件對現(xiàn)有的植入式軸流血泵進行模擬仿真，分析了血液的速度場、壓力場、應力場和湍流效應，及它們對血細胞機械損傷的影響;得出了大于紅細胞撞擊損傷臨界