4、生物工程与生物材料中的血液泵技术研究

生物工程与生物材料中的血液泵技术研究

1. 红细胞破裂的剪切应力与暴露时间

红细胞在不同流动类型下，其破裂所需的剪切应力和暴露时间有所不同。以下是相关数据表格：
| 流动类型 | 暴露时间 (s) | 剪切应力 (Pa) |
| — | — | — |
| 层流 | >10² | 150 |
| 层流 | 10⁻¹ | 150 - 400 |
| 层流 | 10⁻¹ - 10⁰ | 600 |
| 层流 | 10⁰ | 400 |
| 湍流 | 10² | 150 |
| 湍流 | ≤10⁻² | ≥600 |
| 湍流 | 10⁻² | 400 |
| 湍流 | 10⁻³ | 800 |
| 湍流 | 10⁻³ | 450 |
| 湍流 | 10⁻⁴ | 1000 |
| 湍流 | 10⁻⁵ | 4000 |
| 湍流 | 10⁻⁵ | 4000 |
| 湍流 | 10⁻⁶ | 1000 |
| 毛细管流 | 10⁻² | 450 - 700 |
| 毛细管流 | 10⁻² | 500 |

从表格中可以看出，不同的流动类型和暴露时间下，红细胞破裂所需的剪切应力差异较大。例如，在层流中，较长的暴露时间对应的剪切应力相对较低；而在湍流中，较短的暴露时间可能需要较高的剪切应力才能导致红细胞破裂。

2. 计算流体动力学 (CFD)

计算流体动力学（CFD）常用于解决流体流动问题，通过CFD工具可以对各种类型的流量泵进行模拟，以提高其性能。

2.1 基于元素的有限体积法