離心式磁懸浮人工心臟泵的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與性能仿真.pdf

1、心力衰竭是21世紀(jì)人類所面臨最具挑戰(zhàn)性的心血管流行疾病，它在全球范圍內(nèi)都是引發(fā)死亡的重大原因之一。終末期心力衰竭患者只有心臟移植手術(shù)才能維系并延遲其生命。然而，各種因素導(dǎo)致心臟的供體嚴(yán)重缺乏，組織工程與細(xì)胞工程的發(fā)展水平局限使得心臟克隆難以在短期內(nèi)實(shí)現(xiàn)，這導(dǎo)致了心臟移植的極端供不應(yīng)求。
　　 因此，為了拯救心臟病患者，人們?cè)?00多年前就開始了人工心臟的研究。人工心臟是利用機(jī)械運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)向人體血液循環(huán)系統(tǒng)輸送血液，以全部替代或部分

2、替代自然心臟泵血功能的裝置，目前世界上公認(rèn)比較理想的人工心臟泵為磁懸浮人工心臟泵。
　　 本文重點(diǎn)從事離心式磁懸浮人工心臟泵的研究，主要內(nèi)容為：
　　 (1)介紹了人工心臟泵的發(fā)展歷史、研究現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢(shì)，重點(diǎn)分析了離心式磁懸浮人工心臟泵的工作原理和特點(diǎn)。
　　 (2)采用SOLIDWORKS建立心臟泵模型，特別是封閉型葉輪轉(zhuǎn)子的流面設(shè)計(jì)與建模，在此基礎(chǔ)上建立心臟泵的血液流動(dòng)模型以便進(jìn)行網(wǎng)格劃分，選擇標(biāo)準(zhǔn)k-ε

3、湍流模型、標(biāo)準(zhǔn)壁面函數(shù)法和SIMPLE壓強(qiáng)-速度耦合算法并利用FLUENT對(duì)心臟泵模型進(jìn)行流場(chǎng)仿真分析。
　　 (3)對(duì)軸向液隙、葉輪轉(zhuǎn)速以及葉片安裝角的多個(gè)模擬結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比，得出了在泵血過程中軸向液隙與局部最大切應(yīng)力的影響關(guān)系。
　　 (4)分析了葉輪轉(zhuǎn)子的受力情況，設(shè)計(jì)并分析了葉輪轉(zhuǎn)子的磁懸浮支承，在此基礎(chǔ)上建立了葉輪轉(zhuǎn)子的磁懸浮支承數(shù)學(xué)模型，最后進(jìn)行了電磁鐵的設(shè)計(jì)及其支承磁場(chǎng)的ANSYS仿真分析。