轴流式血泵流体特性CFD研究

发布时间：2018-03-31 18:27

  本文选题：轴流式血泵　切入点：非牛顿特性　出处：《工程设计学报》2014年02期

【摘要】：在轴流式血泵的研发中,通常将血液当作牛顿流体来处理,考虑到当动脉存在局部狭窄等几何突变情况时,动脉局部流场中可能产生流动剪切率非常低的区域,因此有必要考虑血液的非牛顿特性.建立了轴流式血泵模型,通过CFD仿真分析得到血泵转速和流量的变化对血泵出入口流场的影响,以及血泵导叶对泵体内流场的影响规律,并通过对设计的血泵进行泵水实验,测量了轴流式血泵输出流量和压力参数.结果表明所设计的血泵在驱动性能上和仿真是相符的.
[Abstract]:In the development of axial flow blood pumps, blood is usually treated as Newtonian fluid, considering that when there are geometric mutations such as local stenosis of the artery, the flow shear rate in the local flow field of the artery may be very low.Therefore, it is necessary to consider the non-Newtonian characteristics of blood.The model of axial flow blood pump is established, and the influence of the speed and flow rate of blood pump on the flow field at the inlet and outlet of the blood pump is obtained by CFD simulation analysis, and the influence law of the guide vane of the blood pump on the flow field inside the pump body is obtained, and the pump water experiment is carried out on the designed blood pump.The output flow and pressure parameters of axial flow blood pump were measured.The results show that the driving performance of the designed blood pump is consistent with the simulation.
【作者单位】： 中南大学机电工程学院;
【基金】：国家自然科学基金资助项目(51075403,31271057) 国家青年自然科学基金资助项目(51105385 教育部博士学科点专项基金资助项目(20100162110004)
【分类号】：R318.11

【参考文献】

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1 杜健航;林玉瑜;戴刚;;局部狭窄动脉内非牛顿血液脉动流的一个数学模型[J];广东医学院学报;2008年02期

2 王芳群,封志刚,茹伟民,袁海宇,曾培,钱坤喜;无源磁浮叶轮血泵的溶血实验及其指标的测定[J];江苏大学学报(自然科学版);2002年02期

3 云忠;谭建平;龚中良;徐先懂;;植入式轴流血泵CFD仿真研究[J];机械设计与研究;2006年04期

4 蔡绍皙,吴西,段铭;血液的非牛顿性及其粘滞性的正确测量[J];微循环学杂志;2001年03期

5 张根广;张鸣远;杨万英;朱宪然;;模型血泵相似性设计及验证[J];西安交通大学学报;2008年01期

6 ;Prediction of shear stress-related hemolysis in centrifugal blood pumps by computational fluid dynamics[J];Progress in Natural Science;2005年10期

7 张宝宁,张扬军,吴玉林,孟庆国,焦立新,张锦,王奇,李佳春,李功宋;应用CFD对人工血泵流场进行数值仿真[J];中国生物医学工程学报;2002年01期

【共引文献】

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1 云忠;谭建平;龚中良;徐先懂;;植入式轴流血泵CFD仿真研究[J];机械设计与研究;2006年04期

2 陈新;谭建平;云中;;微型轴流式血泵叶轮流场CFD计算分析[J];机械科学与技术;2007年03期

3 云忠;谭建平;龚中良;;轴流血泵叶轮结构CFD仿真优化研究[J];机械设计;2006年10期

4 高殿荣;王广义;;锥形螺旋轴流血泵流场三维数值模拟与分析[J];机械工程学报;2007年09期

5 焦南鸿;贾月梅;张露;;微型轴流式血泵的应力场仿真分析[J];科技情报开发与经济;2011年34期

6 王其磊;;磁力消防泵蜗壳结构的流场特性[J];机械设计与研究;2013年06期

7 谢雄;谭建平;;轴流式血泵流场CFD仿真(英文)[J];机床与液压;2014年06期

8 高殿荣;王广义;;锥形螺旋叶轮血泵全流场三维数值模拟与分析[J];液压与气动;2006年07期

9 阮晓东;陈松松;钱伟文;邹俊;付新;;基于溶血性能的离心式旋转血泵设计[J];中国生物医学工程学报;2011年03期

10 王玉璇;张杰民;刘晓程;;轴流血泵的研究进展[J];中国胸心血管外科临床杂志;2010年02期

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1 朱荣生;离心泵叶轮不等扬程水力设计方法研究[D];江苏大学;2011年

2 吴波;渣浆泵固液两相三维湍流及冲蚀磨损特性研究[D];中南大学;2010年

3 赵松原;模拟退火结合正交分解算法的气动外形最优化设计[D];南京航空航天大学;2006年

4 云忠;血液机械损伤机理及高速螺旋血泵结构优化研究[D];中南大学;2007年

5 龚中良;微型植入式血泵血液自润滑机理研究[D];中南大学;2006年

6 王芳群;江大1号心脏泵和美国临床用Bio-pump的内流场及溶血性能的比较研究[D];江苏大学;2007年

7 龙东平;基于粘弹性模型的血液润滑性能研究[D];中南大学;2008年

8 王玉璇;植入式微型轴流血泵的研制和初步的实验研究[D];中国协和医科大学;2010年

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2 李永乐;离心式心脏泵流场数值计算与分析[D];兰州理工大学;2011年

3 毛鹏展;150S-50双吸离心泵内流场数值模拟及性能优化[D];浙江工业大学;2010年

4 李江烨;磁场作用下狭窄动脉中的血液流动和换热特性[D];南京航空航天大学;2010年

5 阚丽丽;肺动脉及其分支血液动力学的数值模拟研究[D];浙江大学;2011年

6 王芳群;应用CFD技术探明叶轮设计对人工心脏血泵内流场及切应力分布的影响[D];江苏大学;2003年

7 崔泽艳;新型箱型水幕系统的设计及其在地下建筑中的应用[D];武汉大学;2004年

8 叶忠明;射流式自吸离心泵的设计理论、数值模拟及实验研究[D];江苏大学;2005年

9 王广义;锥形螺旋叶轮血泵流场数值计算与分析[D];燕山大学;2007年

10 张韬;FLG40-200离心泵内流场数值模拟及性能改善[D];浙江工业大学;2009年

【二级参考文献】

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1 钱坤喜;人工心脏电动叶轮血泵的新进展[J];北京生物医学工程;1988年Z1期

2 侯晓彤;心室辅助装置的现状及问题[J];国外医学.生物医学工程分册;1998年03期

3 郄禄文;红细胞聚集的微观力学分析[J];河北大学学报(自然科学版);2000年02期

4 鄢宇鹏,孙弼;液滴─固壁高速撞击问题的流体动力学分析[J];航空动力学报;1996年02期

5 邓小燕;动脉狭窄内低密度脂蛋白传输的数值研究:LDL的浓度极化现象[J];计算力学学报;2002年03期

6 云忠,龚中良,谭建平,李国荣,徐先懂;微型轴流血泵虚拟样机设计方法研究[J];机械设计与研究;2003年04期

7 张根广;张鸣远;朱宪然;杨万英;;血液及血液替代流体流变特性实验研究[J];实验流体力学;2007年02期

8 蔡绍皙,吴云鹏,杨瑞芳,段铭,罗修文,王力工,贺宝蓉,杨力;表观粘度函数的快速测定[J];力学与实践;1988年02期

9 罗祖军,徐健学;局部狭窄圆管内流体流动的非线性动力学分析[J];西安交通大学学报;1999年02期

10 徐宗佩,张伯礼,王益民,张吉正,官涛,李百臣;血液剪切对红细胞变形性的影响[J];中国血液流变学杂志;2000年02期

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2 徐修萍;杨明;;轴流式心室辅助装置的研究进展[J];中国医疗器械杂志;2009年02期

3 胡其会;张鸣远;李景银;杨万英;;轴流式血泵水动力特性和生物相容性的数值模拟[J];西安交通大学学报;2011年08期

4 于风旭;石应康;邓万权;陈槐卿;安琪;郭应强;;颈动脉分叉管模型流场分布的PIV测量[J];生物医学工程学杂志;2007年01期

5 赵跃,钱民全,吴望一;采用双重介质模型研究血液非牛顿特性对毛细血管——组织间流体交换的影响[J];中国生物医学工程学报;1990年02期

6 徐先懂;龚中良;谭建平;;基于外磁场耦合的血泵驱动系统[J];中南大学学报(自然科学版);2007年04期

7 夏东栋;白净;;微型轴流式血泵叶轮的结构优化设计和流场有限元计算分析[J];北京生物医学工程;2006年06期

8 刘迎曦;于申;孙秀珍;;数值模拟鼻甲的切除对鼻腔内气体流场的影响[J];生物医学工程学杂志;2008年06期

9 孙晓江;戴\戎;汤亭亭;谢幼专;江兴贤;卢建熙;;灌注式生物反应器中大段多孔磷酸三钙载体内流场分布的模拟研究[J];医用生物力学;2009年01期

10 俞晓青;丁文祥;徐志伟;王伟;蒋祖明;;体外循环回流控制方法工作状态的仿真研究[J];生物医学工程学杂志;2006年03期

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2 黄任含;赵雪岩;荣起国;;睡眠呼吸暂停综合征的生物力学机制研究[A];2008年全国生物流变学与生物力学学术会议论文摘要集[C];2008年

3 樊瑜波;蒋文涛;邓小燕;;动脉狭窄、搭桥的血流动力学三维数值模拟[A];第十次中国生物物理学术大会论文摘要集[C];2006年

4 周晓舟;朱克勤;;端侧吻合模型中血液流动的非牛顿效应[A];北京力学学会第12届学术年会论文摘要集[C];2006年

5 张壮;汪源源;;脉动流下动脉旁瘤超声多普勒血流信号仿真[A];中国声学学会2009年青年学术会议[CYCA’09]论文集[C];2009年

6 赵军伟;丁光宏;殷文义;杨新建;史万超;张晓龙;;二维弹性动脉瘤模型与刚性模型的血液动力学数值模拟分析与比较[A];中国生物医学工程进展——2007中国生物医学工程联合学术年会论文集（下册）[C];2007年

7 申峰;周彬;康琦;刘赵淼;李晓阳;;弯曲通道中流体动力学特征的初步研究[A];第十二届全国实验力学学术会议论文摘要集[C];2009年

8 刘迎曦;高飞;孙秀珍;王莹;于申;;人体鼻腔温度场数值模型的分析[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年

9 蒋文涛;郑庭辉;樊瑜波;邓小燕;;动脉旁路移植和药物洗脱支架的血流动力学数值研究[A];中国生物医学工程学会成立30周年纪念大会暨2010中国生物医学工程学会学术大会报告论文[C];2010年

10 马瑞艳;刘赵淼;;分叉血管中血液流动对动脉血栓形成的影响[A];北京力学会第15届学术年会论文摘要集[C];2009年

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本文编号：1691912