人工心脏的复杂流动预测与血液相溶性设计

报告人：吴鹏博士 、副教授 苏州大学生物制造中心（机电工程学院） 人工器官研究所

时间：2018年3月29日（周四）下午2:00

地点：广州大学计算机实验楼709会议室

摘要：据统计，在全世界范围内，心衰患者总数高达2250万，并且每年新增病例约200万，已成为心血管疾病中最主要的死亡原因。治疗心衰最有效的方法是心脏移植，但是由于供体的稀缺，基于旋转式血泵工作原理的心室辅助装置（人工心脏）已成为治疗心衰的有效手段。在人工心脏以及其他涉及血液循环的人工器官中，流场中可能产生很高的非生理性剪切应力，由此导致的溶血等血液相容性问题一直是人工心脏的关键科学问题。本人近年来的研究围绕人工心脏的水力学和血液相容性优化设计，做出了创新成绩：1）提出了高雷诺数流动的快速准确预测方法。提出了自适应大涡模拟模型，解决了壁面流动模拟的 “对数区速度缺陷” 瓶颈问题，节省了90%计算成本；满足工程的计算快速、准确需求。1）提出了基于大涡模拟的人工心脏水力学设计策略。采用大涡模拟可以更好的预测人工器官内的复杂流动，指出了进口湍流边界条件对流场和溶血的经验预测的重要影响；2）提出了基于能量耗散的溶血精准预测模型与人工器官血液相容性设计策略，显著改善了溶血预测精度，对血液接触类人工器官的血液相容性设计有重要意义。