發(fā)布時間：2017-04-05 20:10

  本文關鍵詞：采用流固耦合計算方法模擬流動腔中細胞變形的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：血管內的血細胞不斷地受到內部和外部的各種機械刺激,根據(jù)這些刺激的大小和方向血細胞會改變自身的行為來作為響應;反過來血細胞行為的改變又影響血液的性質。因此,細胞在血管內運動與變形的研究是近年來國內外生物力學領域的一個重點和難點,在臨床醫(yī)學以及預防和治療疾病中具有重要理論意義和應用價值。在課題組前期的工作基礎上,本文基于流固耦合理論,通過編制主程序,對流動腔中單個細胞的變形進行了流固耦合數(shù)值計算。數(shù)值計算主程序采用C程序語言代碼編制,主程序通過循環(huán)調用FLUENT軟件和ANSYS軟件,利用UDF(User defined function)和APDL(ANSYS product design language)在FLUENT軟件與ANSYS軟件之間交換數(shù)據(jù),分別得到細胞表面的受力和變形量,實現(xiàn)流固耦合問題的求解。通過對細胞三個方向的平均變形量的數(shù)值計算結果發(fā)現(xiàn):細胞在重力方向上的變形量最為明顯,而在流速方向上的變形量較小,細胞出現(xiàn)了上凸下凹的形狀。細胞的彈性模量越大,其在重力方向和流速方向的最大平均變形量越小。彈性模量的變化對在流速方向的細胞變形的改變比較明顯;而對在重力方向的細胞變形的改變相差不大。在重力方向上變形量越小的細胞,跳躍的高度越大。細胞的變形對細胞在流速方向上的運動影響不大,但對細胞在重力方向的運動影響比較明顯。本文所采用的三維數(shù)值計算方法以及研究結果可以為細胞在血液中的力學行為的研究提供一定參考。
【關鍵詞】：流固耦合 程序 變形 彈性模量
【學位授予單位】：天津大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：O353.4;R318.01
【目錄】：

• 中文摘要4-5
• Abstract5-10
• 字母注釋表10-11
• 第一章 緒論11-19
• 1.1 研究背景及意義11-18
• 1.2 本文的主要工作18-19
• 第二章 理論基礎19-21
• 2.1 流體域的控制方程19
• 2.2 固體域的控制方程19-20
• 2.3 流固耦合邊界條件20-21
• 第三章 程序的編制和參數(shù)的設定21-37
• 3.1 C語言主程序利用UDF求解剛體位移量21-22
• 3.2 C語言主程序利用APDL求解變形量22-28
• 3.3 C語言主程序利用UDF將變形量與剛體位移量疊加獲得細胞的運動量28-33
• 3.4 C語言主程序利用UDF更新細胞形心的坐標33
• 3.5 異步執(zhí)行33
• 3.6 計算模型和計算參數(shù)33-36
• 3.7 計算驗證36-37
• 第四章 計算和分析37-64
• 4.1 考慮細胞變形的流固耦合數(shù)值計算結果37-45
• 4.2 考慮不同彈性模量對細胞變形影響的流固耦合數(shù)值計算結果45-57
• 4.3 考慮細胞變形與不考慮細胞變形的流固耦合數(shù)值計算結果比較57-64
• 第五章 結論與展望64-66
• 結論64-65
• 展望65-66
• 參考文獻66-69
• 發(fā)表論文和參加科研情況說明69-70
• 致謝70-71

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本文編號：287615