基于计算流体动力学的体外模拟循环系统用单向阀优化分析

作者：李刚; 葛斌^*; 方旭晨^*; 赵圣功; 徐毅骁; 魏凌轩

来源：生物医学工程研究, 2019, 38(04): 455-460.

DOI：10.19529/j.cnki.1672-6278.2019.04.15

• 计算流体力学
• 蝶阀
• 湍流动能
• 切应力
• 溶血

应用计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)方法对体外模拟循环系统(mock circulatory system,MCS)中使用的活塞阀、鸭嘴阀和蝶阀三种单向阀内部流场进行仿真分析,并重点分析蝶阀导流板的结构(包括:外圆弧形、三角形和内圆弧形)对血液流经单向阀的压力损失,流线与湍流动能分布,表面切应力及其对溶血的影响。结果显示,外圆弧形导流板对血液流经蝶阀的压力损失的数值,流线与湍流动能的分布均优于其它两种导流板结构,并且切应力的数值小于血细胞破碎极限值,阀内流场效果较好。本研究的结果表明外圆弧形导流板的蝶阀作为MCS中的单向阀具有结构简单和较好的抗溶血性能等优点,相关的仿真分析对于MCS的研究以及心室辅助装置(ventricular assist device,VAD)的设计都具有重要的参考价值。

• 单位
  上海理工大学; 上海市杨浦区市东医院