微重力效应下支气管阻塞与重开的气液弹动力学模型研究

项目名称： 微重力效应下支气管阻塞与重开的气液弹动力学模型研究

项目编号： No.51176146

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2012

项目学科： 工程热物理与能源利用学科

项目作者： 张楚华

作者单位： 西安交通大学

项目金额： 62万元

中文摘要： 基于我国载人航天计划正在面临的严峻国际形势,及生命科学向物理学、力学、技术科学等领域交叉渗透的学科发展趋势，综合运用生物力学、多相流体力学、流变学、计算流体力学等方法对微重力效应下的人体支气管阻塞与重开机理进行探索性理论、数值及实验研究。从三维非定常气液弹耦合动力学角度出发，建立支气管弹性管壁、粘液及空气运动的理论模型，运用统一的Oldroyd微分本构方程描述管壁及粘液的粘弹性流变学关系；基于运动网格上的有限体积法数值分析微重力效应下支气管阻塞与重开的动力学过程及其生理病理响应关系；利用等Bo数模化原则，在地面环境中实验模拟微重力效应下界面张力诱导的液膜失稳过程，实验测量液膜/液柱的基本动力学参数，补充、辅证理论及数值模型。项目工作对建设航天员生命保障及环境控制系统及其地面模拟、促进相关基础学科发展具有学术价值，同时为人工呼吸道的材料选型、构型设计及相关生物医学工程应用提供理论支持。

中文关键词： 格子Boltzmann模型；微重力；支气管；阻塞与重开；并行计算

英文摘要：

英文关键词： Lattice Boltzmann model；Microgravity；Bronchus；Blockage and reopening mechanism；Parallel computation