轴流血泵入口管道流场的数值模拟与实验研究

作者：柳光茂; 周建业; 孙寒松; 陈海波; 张岩; 胡盛寿

来源：北京生物医学工程, 2018, 37(03): 228-234.

• 轴流血泵
• 数值模拟
• 粒子成像测速
• 入口管道
• 血栓形成

目的研究轴流血泵入口管道内血流流场分布情况及血栓形成风险。方法利用计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)模拟血泵及入口管道内流动情况,获取血流速度及其分布;用二维粒子成像测速(particle image velocimetry,PIV)系统测试轴流血泵入口管道中心截面内的血液流动情况及三维粒子成像测速系统测试整个管道内的血液流动情况。CFD计算和PIV实验中血泵的转速为8000 r/min,流量为5.0 L/min。通过分析入口管道内的流场分布评价血泵入口管道内的血栓形成风险。结果整个入口管道内不存在回流、涡流和低速流动区域,血液沿管道的流动速度在管壁边界层外由0 m/s迅速增大到0.8 m/s以上。管道内的血液流速集中分布于1.2~1.5 m/s范围,管道内的平均紊流度为0.17。结论由于管道内的流动平稳且不存在回流、涡流和低速流动,因此不易形成血栓。入口管道使血流平稳,有助于改善轴流血泵内的流场。

• 单位
  中国医学科学院阜外医院; 国家心血管病中心; 心血管疾病国家重点实验室; 北京协和医学院