方形孔结构细胞支架非线性流固耦合数值计算

目的讨论三维方形孔细胞支架不同孔隙率和不同孔半径的对细胞表面固体场和流体场的影响,以及将多孔支架视为刚性体和非线性变形体对计算结果的影响。方法采用一种直接耦合解法和和两种间接耦合解法,两种间接耦合解法分别是有限原法(固体模型)与有限差分法(流体模型)耦合、有限原法(固体模型)与有限体积法(流体模型)耦合。对3种流固耦合计算方法的可靠性进行验证。结果通过对构建的12种模型的计算(50、100和150μm三种边长和61%、65%、77%和84%四种孔隙率),获得了固体模型的应力场、应变场和位移场和流体模型的静压、速度、壁面剪应力和切变率,并对结果进行了比较分析。结论将多孔支架视为刚性体和非线性变形体计算结果有一定差别;孔隙率一定时不同孔半径以及孔半径一定时不同孔隙率条件下对固体场和流体场都有不同程度的影响。