摘要：血泵流体动力分析是研发先进人工心脏泵的前提,血泵叶轮旋转时会对血细胞造成不同程度的机械损伤,从而导致溶血和血栓,严重时甚至危及患者生命。以设计的一种轴流式磁悬浮血泵为例,结合计算流体力学和结构优化设计,采用κ-ε模型、动网格技术和用户自定义函数技术,在轴流式磁悬浮血泵内部三维流场数值模拟的基础上,分析轴流式磁悬浮血泵流道的剪应力分布,探索血液流量与叶轮转速的关系,利用粒子追踪法获取血液细胞流动轨迹,建立一种轴流式磁悬浮血泵的溶血数学模型,阐述轴流式磁悬浮血泵溶血性能预测的方法和机理。研究结果可为轴流式磁悬浮血泵的结构设计和降低溶血提供重要依据。

摘要：血泵转子高速旋转会造成血细胞出现不同程度的机械损伤,严重时可能危及患者生命,研究血泵流场特性是设计人工心脏泵的关键。以自主研发的章动磁悬浮血泵为例,基于计算流体动力学非定常三维N-S方程,采用标准κ-ε模型、用户自定义函数和动网格技术,模拟分析血泵内部流场情况,探究三维流场内速度、压力以及剪切应力大小及分布规律。建立磁悬浮章动血泵的溶血模型,采用粒子追踪法获取红细胞在血泵内所受剪切应力和暴露时间,预测血泵的溶血特性。研究结果表明血泵内部流动均匀,没有明显的回流和滞流现象,具有良好的血液相容性。研究为磁悬浮章动血泵的进一步优化设计和性能评价提供重要依据。

摘要：血泵中剪切应力超过阈值时红细胞会被破坏,进而引发患者出现溶血。离心式血泵叶轮结构设计对血泵的水力特性及溶血特性有着显著影响。基于此,本文采用多相流方法对离心式血泵进行数值模拟,探究了具有不同叶片数量及偏转角叶轮形式血泵的性能,分析了血泵的流场特性、水力性能以及溶血性能。数值模拟结果表明:血泵主要在叶轮及隔舌处出现了红细胞集聚现象及较大的切应力,导致此处溶血急剧增加;在一定范围内增加叶片数会提升血泵水力性能,同时也会增加溶血风险;增加叶片偏转角有助于提升血泵溶血性能,在叶片数较多时更为明显。本文研究结果可为离心式血泵的结构改进及性能改善提供参考。