22、血液流动与散热鳍片的研究

血液流动与散热鳍片的研究

血液流动研究

血液流动模型分析

在研究血液流动时，采用了牛顿模型、Carreau 模型和幂律模型。在稳定流动情况下，低流速会随着时间增加趋近于稳定流速，且这种过程在每个速度周期都会重复。在每个速度周期开始时，流体速度会下降，这使得低密度脂蛋白（LDL）在这些脉冲时间段更容易积累在血管壁上，即在每个心动周期开始时，LDL 更易在血管壁积聚。

分析这些模型的速度分布时发现，在流动开始阶段，牛顿模型与稳定分布的偏差比其他两个模型更大。随着时间增加，Carreau 模型曲线会与牛顿模型曲线重叠，但幂律模型曲线仍存在偏差，因为在实际血液中，高剪切率下粘度降低的情况并不常见。

研究方法与模拟

对后向台阶上方的流场进行了研究，将流体（血液）视为牛顿流体和非牛顿流体，其流动不可压缩、与时间相关，并遵循动量平衡和质量守恒定律。在具有后向台阶的通道入口采用脉动流条件，通过商业模拟软件，利用内置的牛顿、Carreau 和幂律模型来研究血液的流动特性。

需要注意的是，此次研究中考虑的血管壁是刚性的，但实际血管具有弹性。未来的研究将考虑血管的弹性特性，将描述壁结构的方程（来自固体力学）与现有方程系统进行耦合。

不同形状鳍片的性能对比

案例	圆形	环形	矩形	三角形
案例 1	18.5