基于多相流的轴流血泵流场分析及溶血指数预测

简介

为研究血泵内部血细胞分布规律及溶血预测方法，以自制轴流血泵为例，应用多相流分析方法，采用多重参考坐标系法（MRF）等技术建立数值分析模型，并通过体外循环实验验证模型的有效性。进一步分析血泵内部血细胞浓度、速度、压力等的分布规律，得到血细胞破坏区域和一般规律。根据优化的溶血模型对血泵的溶血性能进行评估，在此基础上提出溶血实验指标标准溶血指标（NIH）与溶血预测值之间的转换关系。研究结果表明血细胞在血泵内部不是均匀分布，叶轮处有明显分离现象;血泵内部剪切应力在200Pa以下的区域的体积分数约为98.6%，高剪切应力主要位于叶轮顶部和外壳的间隙处;在剪切应力为常数时，优化的溶血预测模型和Giersiepen实验得到的溶血模型相符合;采用优化模型计算得到血泵平均溶血预测值0.0057，具有较好的溶血性能。