毛細血管中紅細胞流變特性的基礎(chǔ)性研究.pdf

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

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

3、離散行為，得出毛細血管微循環(huán)血流中紅細胞在不同血液流體環(huán)境中運動變形的相關(guān)結(jié)論。
　　 在本文的仿真中，將毛細血管壁模擬為剛性直圓管，紅細胞模擬為內(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狀態(tài)為層流，滿足邊界無滑移條件。本文使用Navier-Stokes方程作為運動控制方程，并在微觀上使用格子Boltzmann方程描述其運動。另外，本文將利用定