| 致谢 | 第5-6页 |
| 摘要 | 第6-8页 |
| ABSTRACT | 第8-10页 |
| 1 绪论 | 第15-26页 |
| 1.1 课题研究背景 | 第15-17页 |
| 1.1.1 人工心血管装置引发溶血机理 | 第15-16页 |
| 1.1.2 剪切流场内的红细胞损伤 | 第16-17页 |
| 1.2 红细胞损伤研究现状 | 第17-21页 |
| 1.2.1 体外血液剪切实验研究现状 | 第17-18页 |
| 1.2.2 基于CFD数值模拟的溶血估算方法研究现状 | 第18-19页 |
| 1.2.3 细胞尺度损伤研究现状 | 第19-21页 |
| 1.3 红细胞在流场中运动数值模拟研究现状 | 第21-24页 |
| 1.3.1 红细胞模型研究现状 | 第21-23页 |
| 1.3.2 数值方法研究现状 | 第23-24页 |
| 1.4 课题主要研究内容 | 第24-25页 |
| 1.5 本章小结 | 第25-26页 |
| 2 红细胞模型及数值模拟方法 | 第26-48页 |
| 2.1 细胞膜连续介质模型 | 第26-28页 |
| 2.2 细胞膜参考状态 | 第28-31页 |
| 2.2.1 细胞膜参考状态概述 | 第28-29页 |
| 2.2.2 参考状态建模 | 第29-31页 |
| 2.3 数值模拟方法 | 第31-33页 |
| 2.3.1 膜单元坐标 | 第31-32页 |
| 2.3.2 动量方程 | 第32页 |
| 2.3.3 空间及时间离散 | 第32-33页 |
| 2.4 模型验证与讨论 | 第33-46页 |
| 2.4.1 静止形状 | 第33-36页 |
| 2.4.2 光镊拉伸实验 | 第36-39页 |
| 2.4.3 形状记忆特性 | 第39-46页 |
| 2.4.4 总结与讨论 | 第46页 |
| 2.5 本章小结 | 第46-48页 |
| 3 体积守恒的浸没边界法 | 第48-62页 |
| 3.1 浸没边界法概述 | 第48-51页 |
| 3.1.1 控制方程 | 第48-49页 |
| 3.1.2 数值离散方法 | 第49-51页 |
| 3.2 显式体积守恒算法 | 第51-52页 |
| 3.2.1 体积守恒算法概述 | 第51-52页 |
| 3.2.2 控制方程及其离散 | 第52页 |
| 3.3 算法验证 | 第52-61页 |
| 3.3.1 球形细胞的被动流动 | 第53-55页 |
| 3.3.2 计算效率 | 第55-57页 |
| 3.3.3 剪切流中的球形细胞 | 第57-59页 |
| 3.3.4 剪切流中的红细胞 | 第59-61页 |
| 3.4 本章小结 | 第61-62页 |
| 4 强流体应力下的红细胞运动研究 | 第62-87页 |
| 4.1 流体应力及细胞膜应力概述 | 第62-64页 |
| 4.1.1 流体应力及其标量化 | 第62-63页 |
| 4.1.2 细胞膜的强度理论 | 第63-64页 |
| 4.2 数值模拟设置 | 第64-68页 |
| 4.2.1 红细胞 | 第64-66页 |
| 4.2.2 纯剪切流 | 第66-67页 |
| 4.2.3 平面拉伸流 | 第67页 |
| 4.2.4 其他设置 | 第67-68页 |
| 4.3 纯剪切流中的红细胞运动 | 第68-80页 |
| 4.3.1 红细胞形状 | 第68-70页 |
| 4.3.2 细胞膜拉应力 | 第70-72页 |
| 4.3.3 细胞膜剪应力 | 第72-74页 |
| 4.3.4 基于应变的标量剪切应力 | 第74页 |
| 4.3.5 湍流的影响 | 第74-80页 |
| 4.4 平面拉伸流中的红细胞运动 | 第80-86页 |
| 4.4.1 红细胞形状 | 第80-82页 |
| 4.4.2 细胞膜拉应力 | 第82-83页 |
| 4.4.3 细胞膜剪应力 | 第83-85页 |
| 4.4.4 基于应变的标量剪切应力 | 第85页 |
| 4.4.5 准稳态结果比较 | 第85-86页 |
| 4.5 本章小结 | 第86-87页 |
| 5 红细胞体外剪切实验研究 | 第87-102页 |
| 5.1 红细胞体外剪切实验系统 | 第87-89页 |
| 5.1.1 实验系统概览 | 第87-88页 |
| 5.1.2 实验准备 | 第88页 |
| 5.1.3 实验操作 | 第88-89页 |
| 5.2 实验结果与讨论 | 第89-95页 |
| 5.2.1 红细胞加载固化实验 | 第89-94页 |
| 5.2.2 红细胞卸载固化实验 | 第94-95页 |
| 5.3 剪切装置数值模拟研究 | 第95-100页 |
| 5.3.1 数值模拟设置 | 第95-96页 |
| 5.3.2 数值模拟验证 | 第96-97页 |
| 5.3.3 结果与讨论 | 第97-100页 |
| 5.4 本章小结 | 第100-102页 |
| 6 红细胞损伤的多尺度模型 | 第102-124页 |
| 6.1 多尺度模型概述 | 第103-109页 |
| 6.1.1 细胞膜拉应力模型概述 | 第103-104页 |
| 6.1.2 血红蛋白流失模型概述 | 第104-106页 |
| 6.1.3 宏观血流动力学概述 | 第106-107页 |
| 6.1.4 湍流的影响 | 第107-109页 |
| 6.2 参数辨识 | 第109-114页 |
| 6.2.1 细胞膜拉应力模型待定参数 | 第109-110页 |
| 6.2.2 扩散溶血模型待定参数 | 第110-112页 |
| 6.2.3 破裂溶血模型待定参数 | 第112-114页 |
| 6.3 模型验证与讨论 | 第114-123页 |
| 6.3.1 几何模型 | 第114-115页 |
| 6.3.2 数值模拟设置 | 第115-116页 |
| 6.3.3 网格无关性验证 | 第116-117页 |
| 6.3.4 结果与讨论 | 第117-123页 |
| 6.4 本章小结 | 第123-124页 |
| 7 总结与展望 | 第124-128页 |
| 7.1 论文总结 | 第124-126页 |
| 7.2 研究展望 | 第126-128页 |
| 参考文献 | 第128-139页 |
| 攻读博士学位期间主要的研究成果及荣誉 | 第139-140页 |