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基于CFD的液悬浮人工心脏泵叶轮入口优化分析
目的 应用计算流体动力学方法(computational fluid dynamics,CFD)对离心式双向液力悬浮人工心脏血泵流场进行仿真分析,通过改进叶轮入口结构来改善血液在血泵的流动状态,从而提升其抗溶血性能.方法 从影响血泵溶血性能的角度考虑,基于N-S方程和k-ε标准双方程湍流模型,应用软件FLUENT6.3对离心式人工心脏血泵流场进行数值模拟,分析在设计工况下,叶轮入口处的结构变化对泵内流场的影响,以及流场中大速度与溶血水平之间的关系,并根据流场分析结果对血泵叶轮入口进行优化.结果 经过优化,血泵内流场紊乱现象得到改善,影响溶血值的切应力和曝光时间均有所降低,溶血性能得到改善.同时,对于离心式双向液力悬浮血泵,在设计工况下,其流场中大速度有作为流场优化过程中的直观指标参数的潜力.结论 该研究的仿真分析可为离心式双向液力悬浮人工心脏的设计积累一定经验.
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碟形离心式血泵研制的设计与仿真评估
目的 研制能够应用于儿童心衰患者的离心式血泵,利用单支点磁悬浮的碟形设计解决血泵研制中关键的溶血和血栓问题,降低泵的预充量.方法 利用计算机辅助设计(CAD)实现泵体和叶轮的三维设计,并利用计算机流体仿真(CFD)计算泵的水力性能和效率,根据泵内剪切力分布判断血泵的溶血情况.结果 根据血泵0～6 L/min,2 500～4 500 rpm下各个工况的仿真结果绘制出流量-压力-转速曲线显示,根据CFD仿真结果显示泵内压力分布较好,泵内流线无阻碍,无分流和滞留区.结论 所设计的碟形血泵具有良好的水力性能和效率,抗溶血和凝血表现较好.
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后负荷对Sarns2000离心泵溶血情况的影响
目的 探讨离心泵后负荷压力对血液破坏的影响.方法 采用计算流体仿真(CFD),实现Sarns2000离心血泵的数值分析.对比分析该泵有后负荷工况和空载状态时泵内液体流速、压力、剪切力的差异.结果 在1 400 r/min转速下,有后负荷时流速降低,泵的流量降低.泵内压力增大,溶血破坏增加；但剪切力大于150 Pa的区域小于0.000 032％,对溶血的控制较好.结论 后负荷压力会导致Sarns2000离心泵内溶血破坏的概率增加,但不会出现因剪切力导致大量溶血的问题.
