脉动式血泵流固耦合问题的大涡模拟研究

项目名称： 脉动式血泵流固耦合问题的大涡模拟研究

项目编号： No.51406127

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 能源与动力工程

项目作者： 吴鹏

作者单位： 苏州大学

项目金额： 27万元

中文摘要： 心血管疾病是威胁人类健康的最常见疾病。心室辅助装置（俗称人工心脏）是机械式血泵，可以替代/辅助心脏或者过渡到心脏移植，正成为应对心脏病的重要手段。脉动式血泵类似于自然心脏，里面的流动本质上是非定常的转捩/湍流脉动流动，并有流固耦合的问题。数值模拟可以弥补实验的不足，捕捉更多的流场细节。本项目致力于采用大涡模拟 (LES) 技术和浸入边界 (IB) 方法，模拟脉动式血泵内流固耦合问题，并发展一套用于低雷诺数内流动的三维LES & IB计算程序。本研究主要分为以下几点内容：发展适用于低雷诺数内流动的LES技术，结合IB方法并采用主流的亚格子模式、高精度的数值格式和自适应网格技术捕捉流动细节；对程序进行有效的算例验证；运用该程序整体模拟脉动式血泵内的流固耦合问题。最终将开发一套成熟的数值模拟工具，以加深对血泵内流场细节的理解，并辅助估算、预测血液损坏和改进血泵的设计。

中文关键词： 人工器官；血泵；溶血；大涡模拟；计算流体力学

英文摘要： Heart disease is one of the leading causes of death in the world. Due to a shortage in donor organs artificial hearts can be a bridge to transplantation or even serve as a destination therapy for patients with terminal heart insufficiency. Artificial hear

英文关键词： Artificial Organs；blood pumps；hemolysis；LES；CFD