基于分形网络的人呼吸系统气体传输模型

作者：王吉喆; 李守巨; 刘迎曦; 孙秀珍

来源：大连理工大学学报, 2008, (04): 475-479.

• 人呼吸系统
• 气体输送
• 分形网络
• 优化分叉树
• 等效渗透率 human respiratory system
• air transport
• fractal networks
• optimal bronchial tree
• equivalent permeability

基于呼吸系统的分形特性,提出了气体在人呼吸系统中传输的数值模拟模型,研究了人呼吸系统分形结构的传输特性.根据串联、并联网络原理和Darcy定律,建立了基于分形网络的呼吸系统等效渗透率计算模型.分形网络模型用于描述人呼吸系统气体传输的机理.采用数值方法分析了分形参数对等效渗透率的影响.研究表明:人呼吸系统的等效渗透率随着比例因子β的增加而增加,随着比例因子γ的增加而降低.推导出人呼吸系统的最优分叉数M=2.呼吸系统的优化分形结构使得系统的能量消耗最低.