發(fā)布時(shí)間：2024-05-23 03:38

　　為了優(yōu)化人工心臟泵的水力性能和降低血液損傷,通過計(jì)算流體力學(xué)分析了人工心臟泵主要結(jié)構(gòu)參數(shù)對效率、揚(yáng)程和溶血值的影響規(guī)律,并使用單變量特征選擇方法選取出口直徑D₂、葉片包角ψ、出口寬度b₂為設(shè)計(jì)變量,以人工心臟泵的效率、揚(yáng)程和溶血性能為目標(biāo)函數(shù),使用響應(yīng)面法擬合設(shè)計(jì)變量與目標(biāo)函數(shù)的多元回歸模型,最后聯(lián)合NSGA-Ⅱ遺傳算法進(jìn)行了多目標(biāo)優(yōu)化。確定最優(yōu)葉輪出口尺寸:D₂=41.68 mm,ψ=101.8°,b₂=2.4 mm。心臟泵性能參數(shù):效率為0.753 6,揚(yáng)程為100.219 mmHg,溶血值為0.018 1 g/100L。與原始模型相比,在揚(yáng)程滿足設(shè)計(jì)要求的同時(shí),水力效率和溶血性能均優(yōu)于原始模型。

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

圖1流體域模型

流體域分為3個(gè)部分:入口部分、葉輪部分和蝸殼部分。入口部分的長度是管道直徑的兩倍,并延長了蝸殼段的擴(kuò)張管長度。整體流場計(jì)算域如圖1所示,采用ICEM對流體域模型進(jìn)行非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格劃分,對葉片處局部網(wǎng)格加密。使用Fluent19.2對人工心臟泵內(nèi)部流動(dòng)進(jìn)行數(shù)值模擬,并使用UDF(Us....

圖2葉輪進(jìn)口直徑對人工心臟泵性能的影響

1)葉輪進(jìn)口直徑D1對人工心臟泵性能的影響如圖2所示。由圖2可知,人工心臟泵的效率隨著葉輪進(jìn)口直徑的增加而減小;葉輪進(jìn)口直徑在12.1～15.6mm之間時(shí),揚(yáng)程隨著葉輪進(jìn)口直徑的增加而增加,在進(jìn)口直徑為15.6mm時(shí)揚(yáng)程最高為108.4667mmHg,而隨著進(jìn)口直徑進(jìn)一....

圖3葉輪出口直徑對人工心臟泵性能的影響

2)葉輪出口直徑D2對人工心臟泵性能的影響如圖3所示。由圖3可知,效率隨葉輪出口直徑的增加而增加,當(dāng)葉輪出口直徑D2達(dá)到40.5mm時(shí)效率最高,之后隨著葉輪出口直徑的增加而降低;揚(yáng)程[14]和NIH皆隨葉輪出口直徑的增加而增加。葉輪出口直徑過大的取值會(huì)提高葉輪出口的絕對速度,....

圖4葉片出口寬度對人工心臟泵性能的影響

3)葉片出口寬度b2對人工心臟泵性能的影響如圖4所示。由圖4可知,隨著出口寬度b2的增加,心臟泵效率和揚(yáng)程皆不斷增加,而NIH值不斷減小,其中b2在1.6～2mm區(qū)間內(nèi)時(shí)NIH降低幅度較小,在2～2.4mm區(qū)間內(nèi)時(shí)NIH降低幅度較大。造成這種變化規(guī)律的原因主要是,出口寬度的....

本文編號(hào)：3980946