一种医用滚压泵流场仿真建模方法技术

本发明专利技术公开了一种医用滚压泵流场仿真建模方法；利用三段光滑的曲线来模拟滚压泵软管被挤压造成的变形，并根据泵的软管直径、固定壁直径、滚子半径、挤压圆弧半径、滚子摆长、滚子数量以及阻塞角建立其参数化的二维模型；对模型进行网格划分并导入CFD软件，利用软件的动网格方法来实现对滚子运动的模拟，并给出了实时边界位置的计算过程；本发明专利技术提出的仿真方法具有较高的精度和计算效率，可用于研究滚压泵滚子大小、转速、阻塞角等结构参数对溶血率的影响，也可用于其进一步的参数优化设计。

A flow field simulation modeling method of medical rolling pump

【技术实现步骤摘要】
一种医用滚压泵流场仿真建模方法
本专利技术涉及一种医用滚压泵流场仿真建方法技术，属于滚压泵

技术介绍
滚压泵因其制造方便、流量可靠、对血液的污染低等优势，被广泛使用于心室辅助、血液透析和体外循环场合。然而，滚压泵工作时滚子挤压软管会造成较大的机械剪切应力，容易导致血细胞被大量破坏(溶血)，对病人的健康带来威胁。因此，对滚压泵进行降低机械应力的优化设计是具有重要意义的。由于机械应力很难直观地通过实验测得，而直接进行溶血实验耗费的时间较大，难以得到滚压泵参数对于溶血率的影响，因此，对于泵与风机这类流体机械，采用流体力学分析软件进行流场仿真，对包括速度、压力、剪切应力在内的参数进行预测是常用且便捷的手段。相比于离心泵和轴流泵这类旋转式泵来说，滚压泵受挤压时产生的变形难以刻画，使得利用计算流体力学(CFD)技术来对其进行模拟仿真研究的难度较大。利用流固耦合技术虽然能够模拟出滚压泵的挤压变形，但流体分析软件和力学分析软件的联合计算以及软管大尺度的变形等因素导致计算量巨大，计算周期过长，不利于工程实际的应用。因此，有必要针对医用滚本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种医用滚压泵流场仿真建模方法，其特征在于，步骤如下：/n(1)用三段光滑的曲线来模拟滚压泵软管被挤压造成的变形，并根据泵的结构参数建立其参数化的二维模型；/n(2)将二维模型进行网格划分并导入CFD软件中进行求解设置；/n(3)根据滚子的三个临界位置将挤压情况划分为四种，求出各挤压情况下三段圆弧曲线起始点的控制角度，并依据控制角度分别求得每段圆弧上点的位置，从而确定整个动边界的形状；/n(4)将定义动边界形状的过程编写为程序语言，并加载进CFD软件进行仿真计算。/n

【技术特征摘要】
1.一种医用滚压泵流场仿真建模方法，其特征在于，步骤如下：
(1)用三段光滑的曲线来模拟滚压泵软管被挤压造成的变形，并根据泵的结构参数建立其参数化的二维模型；
(2)将二维模型进行网格划分并导入CFD软件中进行求解设置；
(3)根据滚子的三个临界位置将挤压情况划分为四种，求出各挤压情况下三段圆弧曲线起始点的控制角度，并依据控制角度分别求得每段圆弧上点的位置，从而确定整个动边界的形状；
(4)将定义动边界形状的过程编写为程序语言，并加载进CFD软件进行仿真计算。


2.根据权利要求1所述的一种医用滚压泵流场仿真建模方法，其特征在于：所述步骤(1)中泵的结构参数包括软管直径、固定壁直径、滚子半径、挤压圆弧半径、滚子摆长、滚子数量以及阻塞角。


3.根据权利要求2所述的一种医用滚压泵流场仿真建模方法，其特征在于：所述阻塞角为完全压缩时的滚子最大滚动角，最大滚动角的值等于泵的弧形内壁张角。


4.根据权利要求1所述的一种医用滚压泵流场仿真建模方法，其特征在于：所述步骤(2)中，利用四边形网格和映射面的方法对二维模型进网格划分。


5.根据权利要求1所述的一种医用滚压泵流场仿真建模方法，其特征在于：所述步骤(2)中CFD求解设置包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙蓓蓓，周阳，陈林，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32