發(fā)布時間：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,通過計算流體力學分析了人工心臟泵主要結構參數(shù)對效率、揚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為設計變量,以人工心臟泵的效率、揚程和溶血性能為目標函數(shù),使用響應面法擬合設計變量與目標函數(shù)的多元回歸模型,最后聯(lián)合NSGA-Ⅱ遺傳算法進行了多目標優(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,揚程為100.219 mmHg,溶血值為0.018 1 g/100L。與原始模型相比,在揚程滿足設計要求的同時,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張管長度。整體流場計算域如圖1所示,采用ICEM對流體域模型進行非結構網格劃分,對葉片處局部網格加密。使用Fluent19.2對人工心臟泵內部流動進行數(shù)值模擬,并使用UDF(Us....

圖2葉輪進口直徑對人工心臟泵性能的影響

1)葉輪進口直徑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口直徑的增加而減小;葉輪進口直徑在12.1～15.6mm之間時,揚程隨著葉輪進口直徑的增加而增加,在進口直徑為15.6mm時揚程最高為108.4667mmHg,而隨著進口直徑進一....

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,當葉輪出口直徑D2達到40.5mm時效率最高,之后隨著葉輪出口直徑的增加而降低;揚程[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,心臟泵效率和揚程皆不斷增加,而NIH值不斷減小,其中b2在1.6～2mm區(qū)間內時NIH降低幅度較小,在2～2.4mm區(qū)間內時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：3980946