一种骨小管中液体流动产生的流量及切应力模型

发布时间：2017-10-03 01:23

  本文关键词：一种骨小管中液体流动产生的流量及切应力模型

  更多相关文章： 骨小管 流量 流体切应力 多孔弹性 骨单元

【摘要】：骨组织受力变形后其内部液体就会流动,同时在其微观结构——骨单元壁中扩散,并进一步产生一系列与骨液流动相关的物理效应,如流体剪切应力、流动电位等,这些物理效应被细胞感知并做出破骨或成骨等反应,来使骨适应外部载荷环境.鉴于骨组织产生的内部液体流动很难实验测定,理论模拟是目前的主要研究手段.基于骨单元的多孔弹性性质建立了骨小管内部液体的流动模型,该模型将骨单元所受的外部载荷与骨小管内部液体的压力、流速、流量和切应力联系起来,并进一步可以研究其力传导与力电传导机制.骨小管模型的建立分别基于中空和考虑哈弗液体的骨单元模型,并考虑了骨单元外壁的弹性约束和刚性位移约束两种边界条件.最终得到骨单元在外部轴向载荷作用下,骨小管内部液体的流量及流体切应力的解析解.结果表明:骨小管中的液体流量与流体切应力都正比于应变载荷幅值和频率,并由载荷的应变率决定.因此应变率可以作为控制流量和流体切应力的一种生理载荷因素.流量随着骨小管半径的增大而非线性增大,而流体切应力则随着骨小管半径的增大而线性增大.此外,在相同的载荷下,含哈弗液体的骨单元的模型中,骨小管中液体的流量和切应力均大于中空骨单元模型.
【作者单位】： 太原理工大学力学学院材料强度与结构冲击山西省重点实验室;
【关键词】： 骨小管 流量 流体切应力 多孔弹性 骨单元
【基金】：国家自然科学基金(11302143,11572213,11632013) 山西自然科学基金(2014021013) 山西省高等学校创新人才支持计划(143230146-S) 山西省高等学校科技创新项目(2014116) 大连理工大学精细化工国家重点实验室开放课题基金(KF1511)资助项目
【分类号】：R68;R318.01
【正文快照】： 2016 02 06收稿,2016 05 11录用,2016 05 18网络版发表.引用格式:武晓刚,于纬伦,王兆伟,王宁宁,岑海鹏,王艳芹,陈维毅.一种骨小管中液体流动产生的流量及切应力模型.力学学报,2016,48(5):1208-1216Wu Xiaogang,Yu Weilun,Wang Zhaowei,Wang Ningning,Cen Haipeng,Wang Y

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 何素云;;哈氏系统间骨小管的吻合[J];解剖学通报;1964年02期

2 刚芹果,华筑信;骨陷窝-骨小管系统内液体的流动[J];医用生物力学;2000年02期

3 宋林,糜建红;骨磨片封片的探讨[J];四川解剖学杂志;2001年02期

4 ;[J];;年期

中国重要会议论文全文数据库 前1条

1 武晓刚;陈维毅;;骨单元的多孔介质弹性力学模型及骨小管中液体的流动电位模型[A];第十届全国生物力学学术会议暨第十二届全国生物流变学学术会议论文摘要汇编[C];2012年

，

本文编号：962379