毛細(xì)血管中紅細(xì)胞流變特性的基礎(chǔ)性研究.pdf

1、作為給機(jī)體組織傳輸氧氣的主要途徑，紅細(xì)胞在所有脊椎動(dòng)物和一些非脊椎動(dòng)物中扮演者非常重要的角色，從生物角度上看，一個(gè)健康的人類(lèi)紅細(xì)胞常態(tài)下是雙凹面蝶形的液態(tài)膠囊狀，最大直徑接近于毛細(xì)血管的直徑。當(dāng)紅細(xì)胞穿過(guò)毛細(xì)血管的時(shí)候會(huì)遭遇血流的阻力，從而導(dǎo)致紅細(xì)胞發(fā)生形變。紅細(xì)胞變形功能是否正常直接與一些血液疾病相關(guān)，因此，研究毛細(xì)血管微循環(huán)中紅細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)與變形，揭示紅細(xì)胞運(yùn)動(dòng)行為的機(jī)理，可以為相關(guān)的血液疾病提供非常有價(jià)值的理論知識(shí)。
　　

2、一方面，本文總結(jié)了微循環(huán)中紅細(xì)胞機(jī)械行為研究的很多經(jīng)驗(yàn)、理論以及數(shù)值方法。根據(jù)毛細(xì)血管微循環(huán)的特殊性，對(duì)各種數(shù)值方法的優(yōu)、缺點(diǎn)進(jìn)行分析對(duì)比。提出了一種格子Boltzmann方法與水平集方法相結(jié)合的數(shù)值方法對(duì)毛細(xì)血管微循環(huán)血流模擬仿真，并詳細(xì)論述了該數(shù)值方法的原理，驗(yàn)證了該方法的合理性與高效性。
　　 另一方面，通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)，分析了血流的各種基本量對(duì)紅細(xì)胞運(yùn)動(dòng)變形的影響，如紅細(xì)胞半徑、粘滯度和密度等，觀察了紅細(xì)胞的聚合與

3、離散行為，得出毛細(xì)血管微循環(huán)血流中紅細(xì)胞在不同血液流體環(huán)境中運(yùn)動(dòng)變形的相關(guān)結(jié)論。
　　 在本文的仿真中，將毛細(xì)血管壁模擬為剛性直圓管，紅細(xì)胞模擬為內(nèi)含不可壓縮的牛頓流體的雙凹面碟形彈性薄膜膠囊，毛細(xì)血管微循環(huán)血流環(huán)境模擬為具有不同性質(zhì)、不可壓縮的單相流體，并且該單相流的流動(dòng)狀態(tài)為層流，滿足邊界無(wú)滑移條件。本文使用Navier-Stokes方程作為運(yùn)動(dòng)控制方程，并在微觀上使用格子Boltzmann方程描述其運(yùn)動(dòng)。另外，本文將利用定