基于浸入边界法研究超弹性红细胞在剪切流中的运动特性

目的研究微血管中红细胞在剪切流中的运动特性,为阐明血管疾病的发病机制和开展血液循环实验研究提供理论参考。方法建立具有膜厚度的超弹性红细胞模型,结合反馈力法和有限元浸入边界法,模拟红细胞在血液剪切流作用下的结构变形和运动方式。其中,固体采用超弹性材料,利用有限单元法进行求解;流体为不可压缩牛顿流体,利用有限差分法求解。结果数值计算结果重现了细胞在剪切流中以"坦克履带式"向前滚动的运动方式。计算结果与文献结果吻合较好,验证了计算方法的可靠性。结论所采用的浸入边界法对处理大变形问题的优势尤为明显,可以较好地展示红细胞在剪切流中的变形全过程。