谈谈溶血外磁力振动对植入式轴流血泵流场影响

论文导读：受力的影响,结合这些影响浅析了振动对血泵溶血的影响。本论文主要探讨内容及结论有：1.基于电磁学、机械系统动力学等学科知识,计算了血泵永磁体转子在工作时受驱动磁场的作用力,并用仿真验证了作用力计算的正确性；建立了血泵弹性植入环境的模型,结合血泵受到的驱动磁力,构建了血泵在弹性植入环境中受驱动磁力振动的动力学系统
摘要：溶血性能是血泵性能探讨的重要方面,采取CFD技术对血泵流场进行仿真浅析,利用得到的流场参数可以对血泵的溶血指数进行预估。但国内外学者对流场进行探讨时,大多假设血泵处在固定静止的环境中,没有考虑到血泵的植入环境、高转速、受驱动力不均匀等因素引起的血泵振动不足。本论文以在弹性植入环境中外磁驱动的植入式轴流血泵为探讨对象,对血泵的永磁体转子受不平衡的电磁场驱动力形成的振动进行了探讨,并根据振动状态探讨了振动对血泵流场的影响和对单个红细胞变形和受力的影响,结合这些影响浅析了振动对血泵溶血的影响。本论文主要探讨内容及结论有：1.基于电磁学、机械系统动力学等学科知识,计算了血泵永磁体转子在工作时受驱动磁场的作用力,并用仿真验证了作用力计算的正确性；建立了血泵弹性植入环境的模型,结合血泵受到的驱动磁力,构建了血泵在弹性植入环境中受驱动磁力振动的动力学系统；利用simupnk对系统进行了搭建和求解计算,探讨了血泵在各转速下的振动特性。2.利用FLUENT对血泵流场受振动影响进行了仿真浅析,通过转变振动速度振幅和频率,观察相应的流场中速度矢量、红细胞容积率分布、壁面剪切应力云图,得到了振动速度振幅和频率与这些流场参数的联系,继而浅析了振幅和频率对血泵溶血的影响。3.对在振动边界流场中的单个红细胞进行了建模,并利用FLUENT进行了仿真计算,得到了红细胞在振动流场中的变形历程、受力状态和流场状态,根据这三个因素浅析了振动流场对血泵中红细胞损伤的影响。4.对血泵的弹性植入环境进行了实验模拟,搭建了测量血泵在弹性环境中受驱动磁力振动的实验系统；采集了在不同血泵转速、模型弹性系数情况下,血泵振动加速度分量数据；将数据进行浅析与处理,与求解得到的论述值进行比较,验证了血泵振动论述探讨的正确性。关键词：植入式论文血泵论文外磁力振动论文流场论文溶血论文
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ABSTRACT5-7
目录7-10
第一章 绪论10-20

1.1 课题来源及探讨背景10

1.2 大间隙外磁驱动技术在血泵中运用的探讨进展10-12

1.3 植入式血泵植入环境探讨进展12-15

1.3.1 主动脉血管力学性能探讨进展13-14

1.3.2 心脏力学性能探讨进展14-15

1.4 人体振动模型和受振动影响探讨进展15-16

1.5 计算流体动力学在血泵流场探讨中的运用16-17

1.6 论文探讨目的及探讨内容17-20

1.6.1 探讨目的17-18

1.6.2 探讨内容18-20

第二章 血泵转子受大间隙驱动磁力计算与仿真20-31

2.1 主、以动磁极耦合模型建立20-21

2.

1.1 微型植入式轴流血泵结构20

2.

1.2 大间隙外磁驱动原理20-21

2.

1.3 主、以动磁极耦合模型建立21

2.2 主动磁极空间磁场强度论述计算21-24

2.1 单匝通电矩形线圈空间磁场强度论述计算21-23

2.2 系统空间磁场强度论述计算23-24

2.3 以动磁极受电磁力论述计算24-26

2.3.1 永磁体在磁场中受力公式推导24-25

2.3.2 以动磁极受电磁力论述计算25-26

2.4 主、以动磁极耦合仿真及浅析26-30

2.4.1 ANSYS软件对电磁场探讨策略26-27

2.4.2 主、以动磁极耦合仿真27-28

2.4.3 仿真结果与论述计算结果浅析比较28-30

2.5 本章小结30-31

第三章 弹性植入环境中血泵泵体受磁力振动浅析31-45

3.1 血泵泵体受磁力振动模型建立31-34

3.

1.1 血泵弹性植入环境及模型建立31-32

3.

1.2 弹性植入环境模型参数确定32-34

3.2 振动方程的建立与剖析34-36
3.

2.1 振动方程的建立34-35

3.

2.2 系统固有频率求解35-36

3.

2.3 振动方程剖析计算36

3.3 振动特性浅析36-43

3.1 振动系统的建模及浅析论述基础36-38

3.2 振动响应及浅析38-43

3.4 本章小结43-45

第四章 振动对血泵流场影响仿真浅析45-57

4.1 仿真模型建立45-46

4.2 振动对流场影响的仿真46-50

4.

2.1 求解模型选择46

4.2论文导读：结79-807.2探讨工作展望80-81参考文献81-86致谢86-87攻读硕士学位期间主要探讨成果87上一页12
.2 求解模型介绍46-48

4.

2.3 仿真参数设置48-50

3 后处理及浅析50-56 4.

3.1 计算收敛情况50-51

4.

3.2 计算结果及浅析51-55

4.

3.3 振动速度参数对血泵溶血的影响55-56

4.4 本章小结56-57
第五章 红细胞在振动流场中行为探讨57-70

5.1 红细胞模型的建立57-59

5.

1.1 红细胞基本结构57-58

5.

1.2 红细胞模型建立58-59

5.2 振动流场中红细胞行为仿真及浅析59-67
5.

2.1 仿真模型建立59-60

5.

2.2 计算模型选取60-62

5.

2.3 仿真参数设置62-63

5.

2.4 后处理及浅析63-67

5.3 振动流场对红细胞损伤的影响67-69
5.

3.1 红细胞几何形状对损伤的影响67-68

5.

3.2 红细胞受力状态对红细胞损伤的影响68

5.

3.3 流场状态对损伤的影响68-69

5.4 本章小结69-70
第六章 弹性模拟植入环境中血泵振动测试实验70-79

6.1 实验系统搭建70-72

6.

1.1 实验目的70

6.

1.2 弹性植入环境模拟70-71

6.

1.3 实验装置71-72

6.2 实验步骤72-73
6.

2.1 实验系统参数72-73

6.

2.3 血泵振动加速度数据采集73

6.3 实验数据处理与浅析73-76

6.4 实验与论述结果比较浅析76-77

6.5 本章小结77-79

第七章 全文总结与工作展望79-81

7.1 全文总结79-80

7.2 探讨工作展望80-81

参考文献81-86
致谢86-87
攻读硕士学位期间主要探讨成果87