基于计算流体力学的离心式血泵结构设计与优化

摘要

目的：采用计算流体力学研究磁悬浮离心式血泵的叶片出口角、叶轮流道坡度及叶轮拔模角度对血泵溶血性能及水力性能的影响，旨在通过参数优化提高血泵的血液相容性。方法：使用Fluent对磁悬浮离心式血泵进行数值模拟，计算血细胞在血泵流动过程中所受到的剪切应力与扬程，对离心式血泵的溶血性能进行预测。结果：随着叶片出口角增加至60°时，0～150 Pa低剪切应力区间占比升高至98.9%,150～300 Pa区间占比下降至0.6%。在叶轮流道坡度与叶轮拔模角度的不同组合下，血泵溶血指数最大降幅为28.89%。结论：叶片出口角的增大将有效改善泵内剪切应力分布，从而降低溶血指数。对比叶轮拔模角度和流道坡度对血泵的积极影响，可优先考虑流道坡度的优化。

关键词

磁悬浮离心式血泵 / 计算流体力学 / 叶片出口角 / 叶轮拔模角度 / 叶轮流道坡度 / 溶血指数