国家自然科学基金(50576074)
- 作品数：6 被引量：26H指数：3
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- 相关领域：机械工程动力工程及工程热物理医药卫生理学更多>>
- 轴流式血泵内部流场和生物相容性的数值分析被引量：12
- 2006年
- 设计了一种新型磁悬浮轴流血泵,使用圆锥型磁轴承以避免由动静部件接触摩擦引起的血栓问题,其结构小巧紧凑并利于磁悬浮的实现.利用数值方法对血泵内的流场进行了模拟,加装出口导叶以改善血泵内部流场,得到了血泵的水力性能曲线及泵内压强、壁面切应力的分布.验证了转子和泵壳间的狭缝中存在与主流方向相反的逆向稳定冲刷流动,避免了狭缝内流动停滞,减少了血栓形成几率.给出了一种利用数值方法计算溶血指标的方法,并通过溶血指标的计算评价了血泵内的溶血程度,发现雷诺切应力是导致溶血的主要原因.
- 朱宪然张鸣远刘昊南张根广
- 关键词：轴流血泵数值模拟磁轴承
- 血液及血液替代流体流变特性实验研究被引量：3
- 2007年
- 发现和寻找一种透明的、流变特性与血液流体特性很好匹配的血液替代流体进行实验研究是非常迫切和必要的。运用美国brook公司生产的PVS Rheometer型旋流变仪对黄原胶溶液流变特性实验发现，黄原胶溶液是一种典型的剪切稀化流体，其剪切应力和剪切速率符合幂律分布；黄原胶溶液浓度越高，其剪切稀化特性越强；黄原胶溶液的表观粘度与溶液温度成反比，与溶液浓度成正比；人体血液的表观粘度介于0．4‰的黄原胶溶液（重量百分比）在温度为20℃和37℃之间的粘度值，在剪切速率介于10s^-1～500s^-1范围内，人体血液表观粘度随剪切速率的变化过程和0．4‰黄原胶溶液（温度30℃）基本重合。
- 张根广张鸣远朱宪然杨万英
- 关键词：流变特性非牛顿流体
- 黄原胶溶液减阻特性实验被引量：3
- 2007年
- 采用较粗水平圆管对两种温度多种浓度黄原胶溶液进行了较系统的实验研究,并应用Metzner-Reed广义雷诺数定义,对管道中不同流动状态的广义雷诺数进行了计算,得到了Fanning系数和广义雷诺数关系图,发现黄原胶溶液从层流到紊流转捩点的广义雷诺数随着溶液浓度的升高而增大,给出了转捩点广义雷诺数与溶液浓度变化的关系表达式.此外还发现:在层流区,黄原胶溶液的Fanning阻力系数与广义雷诺数之间具有良好的线性关系,与牛顿流体阻力系数图吻合,这与前人的理论分析及实验研究结果一致;在紊流区,黄原胶溶液具有明显的减阻效应,减阻效应随着溶液浓度的升高而增大.
- 张根广张鸣远杨万英朱宪然
- 关键词：非牛顿流体
- 轴流式血泵黏弹性流体水动力特性数值模拟被引量：2
- 2010年
- 将一种黏弹性流体k-ε模型应用于自行设计的轴流式血泵内流动特性的数值模拟,分析了轴流泵的水动力特性,得到了泵壳与转子间狭缝中以及叶轮流道内的紊动能和紊动能耗散率的分布规律.研究发现:在相同流量和转速条件下,质量分数为0.06%的黄原胶水溶液的扬程高于以水为工质时的相应扬程,二者最大约相差35%,且计算结果与实测数据符合良好;轴流泵内黄原胶水溶液的紊动能和紊动能耗散率均显著低于水的相应值,粗略估算每千克黄原胶水溶液的机械能损失只是水的相应值的37%,表示以黏弹性流体为工质时,泵内部的黏性耗损降低,这正是黏弹性流体扬程高于水的扬程的物理原因.
- 胡其会张鸣远杨万英
- 关键词：数值模拟
- 轴流式血泵水动力特性和生物相容性的数值模拟被引量：3
- 2011年
- 为了准确评价自行设计的轴流式血泵的水力性能和生物相容性,将一种黏弹性流体k-ε模型应用于该血泵内紊流流动特性的数值模拟,分析了轴流泵的泵壳与转子间狭缝中以及叶轮流道内的静压和切应力的分布规律,并将溶血指标计算方法与此黏弹性紊流模型结合,计算了黏弹性流体为工质时血泵的溶血指标,并与水为工质时的计算结果进行了对比.结果表明:在相同转速和流量条件下,质量分数为0.06%的黄原胶溶液为工质时的静压压升高于以水为工质时的相应值,质量分数为39%的甘油溶液为工质时静压压升最不明显;甘油溶液的雷诺应力和黏性切应力均高于水和黄原胶溶液的相应值;黏弹性流体为工质时泵的溶血指标比水和甘油溶液的低,且数值处于同一数量级上.该模型能较为准确地预测血泵内黏弹性流体的紊流流动特性,但血泵的结构需进一步优化和改善.
- 胡其会张鸣远李景银杨万英
- 关键词：轴流式血泵数值模拟
- 模型血泵相似性设计及验证被引量：4
- 2008年
- 以日本磁悬浮离心式血泵为原型,设计制作了放大2倍的模型泵,用不同流体对泵的相似性进行实验验证发现,模型泵和原型泵具有很好的相似性;采用黄原胶溶液模拟血液流体比水的相似性更好,质量分数为0.06%和0.04%的溶液比其他浓度溶液更接近血液流体.在溶液浓度较低时,溶液的非牛顿特性对离心泵的相似设计影响较小,模型泵实测相似临界雷诺数和转速分别与相似设计的临界雷诺数和转速一致;在溶液浓度较高时,溶液的非牛顿特性对离心泵的相似设计影响较大,模型泵实测相似临界雷诺数和转速远小于相似设计的临界雷诺数和转速.
- 张根广张鸣远杨万英朱宪然
- 关键词：非牛顿流体
