无心跳供体肺支气管内气体三维流动的数值模拟研究

无心跳供体肺（NHBD）有望解决临床供肺严重不足的问题，肺内低温通气被公认为是NHBD肺在体低温保护的有效方法之一，可提高供肺的利用率。通过建立三维非对称四级支气管模型，运用计算流体动力学(CFD)方法对支气管内的气流流动特性进行数值模拟，并通过试验对数值模拟的边界条件进行验证。研究结果表明：在被动呼吸的吸气和呼气时，支气管截面上的无量纲速度分布不同，左肺支气管和右肺支气管截面上的速度分布也存在较大差异，其中左肺下叶支气管内中心线上的无量纲速度峰值最大，达到1.7，而右肺上叶支气管内中心线上的无量纲速度峰值最小，仅为0.8；由于分叉角度和管径不同，导致吸气过程中流入左主支气管内和右主支气管内的流量分别占55%和45%，而左肺下叶支气管内的流量比率在各肺叶支气管内的流量比率最高，约为35%；通过分析支气管内的流动压力损失，得出支气管的平均压降系数与Re的关系为p∝Re^－0.6。可见，由于支气管的非对称结构以及分叉处空间旋转角度的存在，使得支气管内的气体流动结构比较复杂，这对于无心跳供体肺原位通低温保存的临床实验研究有一定的参考价值。