一种新型轴流式心脏辅助血泵的研制和初步的动物实验

目的研制开发一种新型的轴流式心室辅助泵,并对其基本性能和血液相容性能进行测试。方法应用计算流体力学（CFD）计算机辅助设计,利用五坐标数控机床上对其进行加工,并通过体外测试台和动物实验,对血泵的流体力学性能和血液相容性能进行了测试。结果轴流泵在后负荷为100mmHg情况下,流量在5L/min以上。动物实验中,血浆游离血红蛋白的含量为0.05g/dL。结论血泵体外测试所提供的输出压力和流量符合临床心力衰竭患者的需要,动物实验结果表明其血液相容性能较为满意,值得进一步改进。     

某小型离心压气机扩稳优化设计

本文针对某小型离心压气机在低转速下失速裕度偏小的问题,对该离心压气机的离心叶轮进行了改型优化设计,以扩大其稳定工作范围。改型设计用的是轴流/离心压气机通用叶片造型设计方法,该方法以二维通流设计计算为基础,配以任意空间曲面造型方法,并通过三维CFD计算检验改型设计的结果。通过修改通流设计控制参数和造型控制参数,成功的实现了对离心压气机子午流道和离心叶轮三维叶片的优化设计。结果表明,本文对该离心叶轮的改型设计,不仅使失速裕度得到明显提高,满足了设计需求,同时压气机整级的性能也得到了改善。     

基于激光三维扫描技术的微型轴流血泵叶轮加工精度检测

目的检测微型轴流血泵的转子叶轮加工精度,建立叶轮形状复杂的微型血泵叶轮加工精度检测方法。方法本文采用激光三维扫描技术获得FW-2型轴流血泵叶轮的点云,利用逆向工程软件Geomagic Studio对点云进行处理后建立三维模型。将建立的叶轮模型与设计的叶轮模型导人Geomagic Qualify软件进行对比,即可分析具有复杂曲面的FW-2型轴流血泵转子叶轮各个型面的加工精度。结果对比激光扫描得到的叶轮模型与设计的叶轮模型,结果显示FW-2型轴流血泵转子叶轮整体加工精度符合要求,只有极小区域加工精度较低。结论激光三维扫描结合逆向三维建模技术是微型血泵复杂叶轮的加工精度检测的有效方法。本研究为微型血泵叶轮检测提供了一种新思路, 对确定血泵使用过程中的血栓形成原因,改进血泵设计具有重要意义。     

运用三维数值模拟对人工心脏轴流血泵的设计和改进

目的 设计、开发在性能上能满足左心室辅助要求的轴流式心脏辅助泵。方法 使用Numeca软件和运用现代叶轮机设计技术对人工心脏轴流血泵的内部流场情况进行数值模拟，对局部的回流、倒流和涡流现象进行改进，根据最终的数值模拟结果对流道和叶型进行设计。然后，对外轴承方案也进行数值模拟。结果 通过Numeca软件的数值模拟后改进，大大抑制了轴流泵内部的混乱流动，改善了流动状况，提高了轴流泵的血液相容性。对外轴承方案进行初步的数值模拟结果表明，随着机匣扩展角的增加，倒流现象逐渐得到抑制，流动情况得到改善。结论 本研究应用Numeca软件和现代叶轮机设计技术开发设计的轴流泵，在流体力学性能和血液相容性能上达到了左心室心脏泵的辅助要求。具有创新性的外轴承方案值得进一步探索。