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《浙江大学》 2013年
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基于自主开发的血泵样机性能分析

胡维岩  
【摘要】:人工心脏作为一种治疗终末期心力衰竭的有效手段,是活体心脏移植的替代方案,可有效缓解自然心脏供体严重不足的现状。作为人工心脏的核心部件血泵,则要求其具有较好的水力性能、溶血性能、水动力性能。对于植入式血泵还需要具有结构体积小、重量轻、旋转部件少的特点。 本课题针对植入式人工心脏,对其血泵样机进行结构设计,并应用理论计算、数值模拟、性能试验等途径对其水力性能、水动力性能、溶血性能进行分析,评价血泵整体设计指标。论文主要开展了以下四个方面的研究: 1)血泵样机设计。对血泵样机进行结构设计,确定其内部结构布局、总体形状尺寸。根据血泵流量、扬程等水力特性要求,应用离心泵一元设计理论,对叶轮、压水室等过流部件主要参数进行计算,得到水力模型。在此基础上完成对血泵上下盖板、支承结构、转轴等结构部件的设计,并对各部件进行加工制作,完成其总体装配。 2)血泵内部流动特性分析及外特性试验验证。运用计算流体力学基本原理,对血泵循环系统实现全流场数值模拟,得到血泵内各节点流动参数;改变节流阀开口实现管路系统阻尼调节,得到血泵不同工况下流动性能。搭建血泵循环测试试验台,对加工设计的血泵样机进行外特性试验,得到其特性曲线,验证水力性能是否满足设计要求及数值模拟结果的精确性。 3)血泵血液相容性分析及体外溶血试验验证。针对传统血液损伤模型存在的局限性,提出一种新的溶血估算模型,并将新模型用于血泵样机的溶血计算,得到不同红细胞颗粒流经血泵过程中的溶血估算值及血泵整体溶血指标。搭建体外溶血测试试验台,对血泵样机进行溶血试验,并将试验结果与新模型计算结果相对比,验证新溶血模型的准确性。 4)血泵叶轮结构动力学性能分析。血泵内部流场的复杂性及瞬变性使得叶轮表面所受到的作用力为交变应力。对叶轮进行结构分析时,应考虑流体场、固体场之间的相互耦合作用,得到叶轮在交变应力作用下的动力学特性。应用流固耦合瞬态联合仿真,计算在流体力作用下高速旋转叶轮内部应力、应变分布以及叶轮变形对流场分布的反作用,验证叶轮结构特性是否满足结构动力学要求。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:R318.11

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前4条
1 陆炜炜;生物材料血液相容性研究进展[J];国外医学.生物医学工程分册;2002年05期
2 陈铭伍;;心室辅助装置及人工心脏的研究现状[J];广西医学;2005年12期
3 李国荣;朱晓东;郝宗超;田步升;陈海丰;;心尖轴流泵的解剖相容性及对心肌损伤的动物实验观察[J];医疗卫生装备;2010年03期
4 武文芳;吴兵;;人工心脏的历史及研究进展[J];中国医学装备;2008年03期
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 王学;基于ALE方法求解流固耦合问题[D];国防科学技术大学;2006年
2 李磊;流场模拟和流固耦合问题的网格新方法[D];上海交通大学;2009年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 徐文彬;姚安林;李又绿;曾祥国;徐荣鹏;;高压输气管道穿越河流的结构动力学分析[J];四川建筑科学研究;2012年02期
2 刘军;刘敏;智会强;路世昌;;FDS火灾模拟基本理论探析与应用技巧[J];安全;2006年01期
3 黄小辉;毕小平;李贺佳;;车用柴油机中冷器空气冷却侧阻力性能计算[J];车辆与动力技术;2008年04期
4 黄小辉;毕小平;;计算流体力学在车辆冷却风道设计中的应用[J];兵工学报;2008年11期
5 李莹;段婉茹;罗先武;刘树红;张明奎;许洪元;;人工心脏发展中的关键技术[J];北京生物医学工程;2008年01期
6 刘兵;何思渊;何德坪;;铝合金熔体在多孔介质中的二维微管渗流模型[J];材料研究学报;2006年04期
7 贾惠文;曹广斌;蒋树义;韩世成;陈中祥;;基于Fluent的射流式增氧装置的数值模拟与试验研究[J];大连海洋大学学报;2011年03期
8 龙飞飞;戴光;付冰;;高雷诺数下静止管道绕流的数值分析[J];大庆石油学院学报;2007年06期
9 龙飞飞;姚嘉;付冰;;均匀流中悬空管道横向振动的数值分析[J];大庆石油学院学报;2008年01期
10 蒋紫筠;马利斌;;锥形渐扩管与后接管紊流模型正交离散网格的生成技术[J];湖南第一师范学报;2009年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 韩传军;刘洋;李蓉;李大彬;雷中清;;基于CFD的三缸柱塞泵泵阀失效机理研究[A];非常规油气资源勘探开发装备及应用技术研讨会论文集[C];2011年
2 阮晓东;林哲;邹俊;傅新;杨华勇;;液力悬浮式人工血泵研究[A];中国机械工程学会流体传动与控制分会第六届全国流体传动与控制学术会议论文集[C];2010年
3 王碧;王坤余;张廷有;但卫华;;胶原蛋白-葡甘聚糖-壳聚糖(CKCS)共混膜的生物相容性研究[A];第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅱ[C];2004年
4 刘秋新;张琳琳;;焊接车间污染源放散与控制的研究[A];2010中国环境科学学会学术年会论文集(第四卷)[C];2010年
5 艾红雷;张毅雄;;核反应堆水池流固耦合动力特性分析[A];四川省力学学会2010年学术大会论文集[C];2010年
6 徐远清;陈祥光;;基于数值模拟的室内热舒适神经网络控制[A];第七届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2009年
7 吴明;王骁;杨波;石爱国;杨宝璋;;舰船任意吃水——纵倾组合浮态阻力计算的CFD方法[A];2009特大型船舶操纵和船舶安全与管理论文集[C];2009年
8 吴明;王骁;杨波;石爱国;杨宝璋;;舰船任意吃水——纵倾组合浮态阻力计算的CFD方法[A];1995-2009航海技术论文选集(第1集)[C];2010年
9 罗宾;胡洪平;姚明格;胡元太;;双层圆管中超声气泡的受激振动分析[A];2012'中国西部声学学术交流会论文集(Ⅱ)[C];2012年
10 蒋爱华;华宏星;;离心泵流体激振的研究综述[A];第11届全国转子动力学学术讨论会(ROTDYN2014)论文集(下册)[C];2014年
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1 李佳;载人潜器阻力性能的数值和试验预报及外形优化研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 王忠义;船用燃气轮机排气引射装置性能研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 余枫;海上搜救模拟器中近海溢油的实时仿真与可视化研究[D];大连海事大学;2010年
4 王曙辉;旋转式连续微波再生微粒捕集器再生机理及结构优化研究[D];湖南大学;2010年
5 金玉珍;激励喷嘴作用下纱线—气流场特性研究[D];浙江大学;2010年
6 荀涛;清洁强流真空二极管相关技术研究[D];国防科学技术大学;2010年
7 崔洪江;YC6T柴油机进排气系统性能仿真及优化研究[D];大连海事大学;2011年
8 王萍;非定常风场中的风沙流演化过程研究[D];兰州大学;2011年
9 杨军征;有限体积—有限元方法在油藏数值模拟中的原理和应用[D];中国科学院研究生院(渗流流体力学研究所);2011年
10 康国兵;水力式流浆箱关键技术机理研究与CFD应用[D];华南理工大学;2011年
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1 王春霞;倾斜巷道中风流方向对瓦斯分布与瓦斯积聚的影响[D];河南理工大学;2010年
2 张艳利;局部通风掘进工作面换热系数计算方法研究[D];河南理工大学;2010年
3 韩芳明;船用换热式惯性滤清器物理场耦合计算[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 李卓;爆炸载荷作用下船舶舷侧结构毁伤与防护特性研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 李铁军;多级除尘器气动性能分析[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 王祎;载机舰在风、浪中的气流场数值模拟研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 王建兵;双尾缘叶片尾部冷气对涡轮性能影响的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 李华君;电液控制液压支架用电磁先导阀的CFD分析[D];辽宁工程技术大学;2009年
9 李鑫;巷道煤柱自燃温度分布数值模拟[D];辽宁工程技术大学;2009年
10 邹良库;对硝基甲苯邻磺酸氧化缩合反应及清洁工艺的研究[D];天津理工大学;2010年
【二级参考文献】
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1 吴淑芳;基于映射法的曲面自适应网格生成[J];兵工学报;2000年01期
2 郝继光;姜毅;韩书永;廖庆;;一种新的动网格更新技术及其应用[J];弹道学报;2007年02期
3 王军利,白俊强,詹浩;基于非结构动网格的非定常气动力计算[J];飞机设计;2005年03期
4 沈世钊;大跨空间结构理论研究和工程实践[J];中国工程科学;2001年03期
5 王辉,岑章志,杜庆华;粘性流体中弹性板振动的有限元耦合问题[J];固体力学学报;1998年02期
6 朱卫兵,于洋,郑颖建;一种参数化曲面网格生成方法[J];哈尔滨工程大学学报;2004年03期
7 杨庆山,沈世钊,何成杰;悬索结构风振系数计算[J];哈尔滨建筑大学学报;1995年06期
8 向阳,沈世钊,赵臣;伞形屋盖风压分布系数的风洞实验研究[J];哈尔滨建筑大学学报;1998年04期
9 刘占生,张云峰;拉伸弹簧与扭转弹簧模拟动态网格方法分析与改进[J];哈尔滨工业大学学报;2005年08期
10 李立州;王婧超;吕震宙;岳珠峰;;学科间载荷参数空间插值传递方法[J];航空动力学报;2007年07期
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1 褚江;非结构动网格生成方法研究[D];南京理工大学;2006年
【相似文献】
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1 俞晓青,丁文祥,王伟,陈恩,蒋祖明,邹文艳;磁偶合驱动轴流式血泵的可行性研究[J];生物医学工程学杂志;2004年01期
2 徐先懂;谭建平;;血泵驱动电机调速系统研究[J];机电工程技术;2006年10期
3 徐先懂;谭建平;;血泵驱动电机的生理控制策略研究[J];生物医学工程与临床;2007年06期
4 云忠;向闯;石芬;;血泵溶血的研究进展[J];生物医学工程研究;2011年03期
5 张天逸;胡兆燕;;心脏辅助与替代装置中的血泵[J];中国组织工程研究;2012年40期
6 韩露;刘金龙;王伟;张海波;杨明;俞晓青;;碟形离心式血泵研制的设计与仿真评估[J];中国体外循环杂志;2013年03期
7 张永富,徐开云,杨成民;左心室辅助血泵体外血液动力学参数的测定[J];生物医学工程学杂志;1986年01期
8 朱帆三;;一种新颖的心脏修复装置—血泵[J];国外医学.生物医学工程分册;1990年06期
9 Abou-Awdi N;沈宗云;惠丽泙;;救治心衰的新装置—微型血泵[J];国外医学.护理学分册;1991年04期
10 刘丙杰;进口血泵应急维修二例[J];现代医学仪器与应用;1996年02期
中国重要会议论文全文数据库 前5条
1 刘世昌;;进出口导轮叶片数对血泵流动性能影响的模拟分析[A];中国金属学会冶金设备分会2012年全国冶金设备液压润滑气动技术交流会会刊[C];2012年
2 吴广辉;蔺嫦燕;李冰一;王景;;CFD技术在血泵设计中的应用[A];中国生物医学工程进展——2007中国生物医学工程联合学术年会论文集(下册)[C];2007年
3 常宇;刘有军;乔爱科;南群;;心衰血流动力学研究与主动脉血泵研究进展[A];第十届全国生物力学学术会议暨第十二届全国生物流变学学术会议论文摘要汇编[C];2012年
4 陈普兴;;知行保健法[A];陕西老年学通讯·2013年第2期(总第94期)[C];2013年
5 陈应生;匡俊;朱恒顺;朱洪生;成少飞;;微型轴流泵在医疗上的应用[A];第十三届全国水动力学研讨会文集[C];1999年
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1 记者 陈飞;终末期心衰治疗用血泵研制获突破[N];健康报;2013年
2 记者 陈立;植入航天 心绵羊创存活记录[N];中国航天报;2013年
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1 刘云龙;大间隙永磁轴流式血泵速度控制研究[D];中南大学;2013年
2 徐先懂;轴流式血泵外磁场驱动及其控制系统研究[D];中南大学;2006年
3 龚中良;微型植入式血泵血液自润滑机理研究[D];中南大学;2006年
4 张岩;一、一种新型轴流泵式心脏辅助血泵的研制和体外性能实验 二、外轴承血泵方案(整体转子方案)的提出[D];中国协和医科大学;2007年
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1 胡维岩;基于自主开发的血泵样机性能分析[D];浙江大学;2013年
2 杨剑;电磁血泵的研制及体外模拟实验[D];第四军医大学;2001年
3 刘世昌;结构参数对锥形螺旋血泵性能影响的研究[D];燕山大学;2012年
4 范灏;具有周向分布楔形间隙结构的液力悬浮血泵设计与研究[D];浙江大学;2014年
5 张雷;多用途双心室体外辅助循环血泵的实验研究分析[D];暨南大学;2014年
6 刘志坚;大间隙磁力驱动血泵动力学特性研究[D];中南大学;2010年
7 祝忠彦;血泵大间隙磁力传动系统磁力矩相位角及电磁体温升研究[D];中南大学;2011年
8 谭卓;大气隙永磁轴流式血泵磁力传动系统研究[D];中南大学;2014年
9 刘恒拓;大间隙磁力驱动血泵调速控制及在线检测系统研究[D];中南大学;2011年
10 陈建伟;基于单片机控制的微型轴流式血泵外磁驱动系统研究[D];中南大学;2005年
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