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

1、心力衰竭是21世紀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，各種因素導致心臟的供體嚴重缺乏，組織工程與細胞工程的發(fā)展水平局限使得心臟克隆難以在短期內(nèi)實現(xiàn)，這導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，人們在100多年前就開始了人工心臟的研究。人工心臟是利用機械運動實現(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，目前世界上公認比較理想的人工心臟泵為磁懸浮人工心臟泵。
　　 本文重點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，重點分析了離心式磁懸浮人工心臟泵的工作原理和特點。
　　 (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)計與建模，在此基礎(chǔ)上建立心臟泵的血液流動模型以便進行網(wǎng)格劃分，選擇標準k-ε

3、湍流模型、標準壁面函數(shù)法和SIMPLE壓強-速度耦合算法并利用FLUENT對心臟泵模型進行流場仿真分析。
　　 (3)對軸向液隙、葉輪轉(zhuǎn)速以及葉片安裝角的多個模擬結(jié)果進行了對比，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)學模型，最后進行了電磁鐵的設(shè)計及其支承磁場的ANSYS仿真分析。