北京生物医学工程

高速螺旋流场中人体血液流动性能及红细胞力学行为分析

Analysis on the Flow Performance of Human Blood and the Mechanical Behavior of Red Blood Cell in the High-Speed Spiral Flow Field

作者：云忠向闯石芬

单位：中南大学机电工程学院(长沙410083)

关键词：螺旋血泵；血液；流动性能；红细胞；力学行为

分类号：

出版年·卷·期（页码）：2010·29·6（551-555）

摘要：

血泵的溶血程度主要受血液的运动流场影响，所以研究血液在血泵内腔的螺旋流动特性对于螺旋叶片血泵的设计和研究工作具有十分重要的意义。本文将血液流变理论和传统的力学分析方法相结合，对血液在低、高剪切变率两种条件下的环形空间螺旋流动性能进行了研究，给出了速度表达式，分析了各参数对流动性能的影响，同时还对高速螺旋流场中红细胞的力学行为进行了分析。结果表明，高速螺旋流场中的血液流动情况十分复杂，在进行高速螺旋血泵设计时，应综合考虑血液在不同剪切变率条件下的流动性能及红细胞的力学行为。

The hemolysis of a blood pump depends on the flow field, so that investigating the spiral flow performance of human blood in the inner of blood pump is very important for designing and studying the spiral pump. By combining the hemorheology theory and traditional mechanical analysis method, the characteristics of spiral flow blood in annular space both at low and high shear rates were studied, and the expresses of velocities were presented. The influences of several parameters on the flow performance were also analyzed. Furthermore, the mechanical behavior of red blood cells in high speed spiral flow field was investigated. The results indicate that the blood flow situation in high-speed spiral flow field was very complicated. During designing the high-speed spiral blood pump, the blood flow performances in different shear rates and the mechanical behaviors of red blood cells should be considered.

参考文献：

［1］蔺嫦燕，李冰一，姜以岭，等. 螺旋血泵的研制及其实验研究［J］. 北京生物医学工程，2003，22（2）：136-139.
［2］Li HD，Chan WK. Inverse design and CFD investigation of blood pump impeller［J］. Critical Reviews in Biomedical Engineering, 2000, 28(1): 75.
［3］云忠，龚中良，谭建平,等. 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， 19（4)：22-24.
［4］Fossum TW，Morley D，Olsen DB，et al. Complications common to ventricular assist device support are rare with 90 days of DeBakey VAD support in calves［J］. ASAIO J，2001，47：288-292.
［5］Koster A，Loebe M，Hansen R，et al. Alterations incoagulation after implantation of a pulsatile Novacor LVAD and the axial flow MicroMed DeBakey LVAD［J］. Ann Thorac Surg，2000，70：533－537.
［6］Wieselthaler GM，Schima H，Hiesmayr M，et al. First clinical experience with the DeBakey VAD continuous axial flowpump for bridge to transplantation［J］. Circulation，2000，101：356-359.
［7］李冰一，蔺嫦燕，姜以岭，等. 三种叶片式血泵的体外溶血试验研究［J］. 北京生物医学工程，2001，20（3）：212-214.
［8］Dong-Wook Kim，Mitamura Y. Prediction of hemolysis in intra-cardiac axial flow blood pumps for optimization of the impellers［J］. Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers，2002，51（9）：431－437.
［9］Li HD，Chan WK. Inverse design and CFD investigation of blood pump impeller［J］. Critical Reviews in Biomedical Engineering，2000，28（1）：75-80.
［10］张宝宁, 张扬军, 吴玉林，等. 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, 2002，21（1）：41-45.
［11］秦任甲. 血液流变学［M］. 北京：人民卫生出版社，1999.
［12］云忠，谭建平，陈新，等. 人体血液环形空间螺旋流动研究［J］. 生物医学工程研究，2005，24（1）：23-27.
［13］褚良银，陈文梅. 旋转流分离理论［M］. 北京：冶金工业出版社，2002.
［14］胡盟明，董守平. 油水乳化液中分散相液滴的力学行为初探——剪切流对油水乳状液分散相液滴集聚的影响［J］. 流体力学实验与测量，2000，14（4）：46-50.

服务与反馈：

【文章下载】【加入收藏】

提示：您还未登录，请登录！点此登录