基于代理模型的磁悬浮血泵加工误差对其性能影响的研究

目的第3代磁悬浮血泵基准模型是体外血液损伤测试平台的关键环节。而加工精度、转子位移等因素将对其性能评估引入不确定度,其中流道加工精度对磁悬浮血泵性能的影响尚不明晰,本研究将考虑蜗壳加工误差对磁悬浮血泵性能不确定度的影响,对不同类型尺寸误差影响血泵性能的敏感性进行分析。方法综合流道影响与加工误差选取蜗壳研究参数,根据拉丁超立方抽样法设计得到计算样本,依据CFD的方法输出对应样本下的多维度性能预测结果,基于非侵入式多项式混沌展开方法构建血泵性能预测代理模型并检验与修正,并基于蒙特卡洛方法对不确定性量化及参数敏感性分析。结果下间隙处的尺寸加工误差对基准血泵水力学性能影响较大,下间隙处越窄,压头及效率相对越高;而其溶血及血小板激活指数则受侧间隙处厚度的影响,基准血泵的血液相容性将随加工后侧间隙的减小而相对变差。血泵各性能指标主体呈正态分布且分布较为集中,其血液相容性整体保持稳定,极端溶血情况分布在间隙改变量较大位置。结论研究考虑了实际加工时的误差分布,对血泵基准模型性能进行不确定性量化及敏感性分析,明确所选蜗壳加工误差的影响,为磁悬浮离心式血泵基准模型性能标定提供了指导的意义。