一种基于纳米血管蠕动数学模型的分析方法研究

发布时间：2018-01-19 12:07

本文关键词： 蠕动运动磁流体动力学血液流动熵增同伦摄动法　出处：《上海大学》2016年博士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：蠕动泵是一种采用周期性波状挤压运动的生物泵,通过沿着一条血管迫使血管内部物质向前运动。研究蠕动流主要目的是探讨输入和输出泵的总特征,包括泵内流体运动和运动中压力的作用。在各种应用领域中,该蠕动流特点是非常重要的。蠕动血管纳米流体也是其中之一。在这种类型流体应用中,开发了基于长波长、较小颗粒和较低雷诺数假设下的数学模型。这些模型与磁场的分析研究提供了大量卓有成效的信息。本论文共六章。第1章是关于蠕动流基本介绍,包括牛顿流体,非牛顿流体和纳米流体及其应用；讨论了关于一些重要的例如磁场,传热和熵增细节的演示。蠕动运动流在磁场中有很多应用,例如磁动流体力学、加速器和流动其他问题。同样传热蠕动运动是一个重要研究领域,特别在血泵心肺机中的应用。关于不可逆热量和粘性耗散的熵增计算比热力学第一定律更可靠。通过传热和流体摩擦最小化研究熵来改善系统性能。在本章节讨论了磁流体动力连接的蠕动血液流动,根据不同学者的工作对熵增最小化。第二章主要介绍了流体力学的基本定义和基本概念。在笛卡尔坐标下的动量控制方程,连续性方程和能量方程。第三章主要研究了不均匀纳米流体通道的磁流体动力蠕动血流量。与磁流体动力连接通道的蠕动泵实验和理论研究,以及与某些生理液体像血泵机问题是充满极大的兴趣。基于蠕动流和长波长条件下建立运动控制方程和纳米粒子模型,由此产生的非线性耦合微分方程用摄动方法已经解决。基于数值积分获得了压力上升和摩擦力。众多参数下例如密度格拉晓夫数,热格拉晓夫数、布朗运动参数,热迁移参数、磁参数,基于数学方法和图形演示了温度曲线、浓度剖面、压力上升、速度剖面等特征。这个数学模型也适用于三维图像。第四章主要介绍熵增纳米流体磁流体动力蠕动血管流动。第三章在磁场影响下分析了传热过程中是很重要的蠕动运动。因此采用熵增来衡量不可逆热和粘性耗散效应。同伦摄动方法用于解决发达微分系统,讨论了不同影响参数下结果细节。描述了各种参数下结果的速度剖面、温度曲线和熵增图像。这个模型可以提供一个关于磁参数在手术时的作用和在关键操作上控制大出血更好的解释。第五章主要介绍固定壁面的熵增蠕动血管流。蠕动的通道墙壁是灵活的。由于血管壁面柔韧性,壁面弹性模量、刚度和阻尼的影响分析是重要的。流动是在雷诺数为零和长波长下产生。由此产生的非线性偏微分方程基于摄动法可以求解。在不同参数下解析和数值结果通过数学和图形表达出来。讨论了弹性参数以及其他一些相关参数对速度剖面、温度曲线和熵增图形的影响。在本章中列出牛顿流体和非牛顿流体的速度剖面对比表格。第六章提供了研究总结和3到5章的图形结果。在本章节中描述了未来的研究工作,使其后续研究方向更有益处。
[Abstract]:The peristaltic pump is a kind of biological pump with periodical wave - shaped squeezing motion . The main purpose of this paper is to study the general characteristics of the input and output pumps , including the function of fluid movement and pressure in the pump .

【学位授予单位】：上海大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R318;O361.3

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