Другие журналы

научное издание МГТУ им. Н.Э. Баумана

НАУКА и ОБРАЗОВАНИЕ

Издатель ФГБОУ ВПО "МГТУ им. Н.Э. Баумана". Эл № ФС 77 - 48211.  ISSN 1994-0408

Влияние геометрических параметров рабочего колеса осевого насоса вспомогательного кровообращения на КПД

# 11, ноябрь 2016
DOI: 10.7463/1116.0849907
Файл статьи: SE-BMSTU...o174.pdf (1325.12Кб)
авторы: Гуськов А. М.1, Сорокин Ф. Д.1, Крупнин А. Е.1,*, Банин Е. П.1

УДК 532.542.4, 621.65, 616-77

1 МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, Россия

Объектом исследования является конструкция осевого насоса вспомогательного кровообращения, состоящая из трех компонентов: спрямителя с пятью лопатками, диффузора с тремя лопатакми и рабочего колеса с двумя лопатками.
Цель работы – оценка влияния геометрических параметров рабочего колеса, - угла атаки и числа витков лопатки, - на коэффициент полезного действия.
Поставленная задача решалась с применением методов вычислительной гемодинамики (CHD). Для моделирования нелинейных вязкостных свойств крови использовалась модель Карро-Яшида. Качество полученных результатов обеспечивалось использованием структурированной сетки конечных элементов и проведением теста на независимость значения КПД от количества элементов в модели. Построены зависимости КПД от геометрических параметров рабочего колеса для разных скоростей вращения. Математическое моделирование выявило влияние указанных выше параметров на значение КПД при изменении    скоростей вращения рабочего колеса. Полученные результаты позволяют определить конфигурацию рабочего колеса, обеспечивающую максимальную производительность осевого насоса по критерию максимизации КПД. Полученные данные планируется применять при создании прототипа осевого насоса вспомогательного кровообращения с ротором на магнитных подшипниках, обеспечивающем высокую производительность при минимальном риске травмы крови.

Список литературы
1.Wus L., Manning M. L., Entwistle J. W. C. Left ventricular assist device driveline infection and the frequency of dressing change in hospitalized patients. Heart & Lung: The Journal of Acute and Critical Care. 2015. Т. 44. №. 3. С. 225-229. DOI:10.1161/CIRCULATIONAHA.111.0608302.Kirklin J. K. et al. Seventh INTERMACS annual report: 15,000 patients and counting. The Journal of Heart and Lung Transplantation. 2015. Т. 34. №. 12. С. 1495-1504. DOI:10.1016/j.healun.2015.10.0033.Nosé Y., Kawahito K., Nakazawa T. Can we develop a nonpulsatile permanent rotary blood pump? Yes, we can. Artificial organs. 1996. Т. 20. №. 5. С. 467-474. DOI:10.1111/j.1525-1594.1996.tb04466.x4.Krabatsch T. et al. Mechanical circulatory support—results, developments and trends. Journal of cardiovascular translational research. 2011. Т. 4. №. 3. С. 332-339. DOI:10.1007/s12265-011-9268-05.Иткин Г. П. Механическая поддержка кровообращения: проблемы, решения и новые технологии //Вестник трансплантологии и искусственных органов. 2014. Т. 16. №. 3-2014. DOI: 10.15825/1995-1191-2014-3-76-846.Иткин Г. П. и др. Теоретическое и экспериментальное рассмотрение динамических характеристик осевых насосов крови //Вестник трансплантологии и искусственных органов. Т. 13. №. 4-2011.
7.Гуськов А.М., Богданова Ю.В. Особенности проектирования устройства искусственного желудочка сердца: обзор работ // Наука и образование. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Электрон. журн. 2014. № 3. DOI: 10.7463/0314.07052508.Банин Е.П., Гуськов А.М., Сорокин Ф.Д. Анализ современных подходов к проектированию искусственных желудочков сердца роторного типа // Наука и образование. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Электрон. журн. 2015. № 02. DOI:10.7463/0215.07552259.Gouskov A. M., Sorokin F. D., Banin E. P. Simulation of an Inlet Structure of an Implantable Axial Blood Pump. BiomedicalEngineering. 2016. Т. 50. №. 1. С. 15-19.DOI:10.1007/s10527-016-9578-210.Гуськов А. М. и др. Математическое моделирование потока крови в проточной части осевого насоса искусственного желудочка сердца // Наука и образование: научное издание МГТУ им. НЭ Баумана. 2015. №. 10. DOI:10.7463/1015.082122011.Zhang L. et al. Numerical Simulation Investigation on Flow Field of Axial Blood Pump. Advances in Computer Science and Engineering. Springer Berlin Heidelberg. 2012. P. 223-229. DOI: 10.1007/978-3-642-27948-5_3112.Song X. et al. Studies of turbulence models in a computational fluid dynamics model of a blood pump. Artificial organs. 2003. Vol. 27, № 10. P. 935-937. DOI:10.1046/j.1525-1594.2003.00025.x13.ANSYS TurboGrid User’s Guide. Release 15.0. ANSYS Inc. November 2013
14.Wilcox D. C. et al. Turbulence modeling for CFD. DCW industries. La Cañada, CA, 1998. Т. 2
15.Menter F.R. Two-equation eddy-viscosity turbulence models for engineering applications. AIAA journal. 1994. Vol. 32, № 8. P. 1598-1605. DOI:10.2514/3.1214916.Throckmorton A. L. et al. Computational analysis of an axial flow pediatric ventricular assist device. Artificial organs. 2004. Т. 28. №. 10. С. 881-891.
17.Apel J., Neudel F., Reul H. Computational fluid dynamics and experimental validation of a microaxial blood pump. ASAIO journal. 2001. Т. 47. №. 5. С. 552-558.
18.Wu J. et al. Computational fluid dynamics analysis of blade tip clearances on hemodynamic performance and blood damage in a centrifugal ventricular assist device. Artificial organs. 2010. Т. 34. №. 5. С. 402-411.
19.Zhang Y. et al. Design optimization of an axial blood pump with computational fluid dynamics. ASAIO journal. 2008. Т. 54. №. 2. С. 150-155.
20.Untaroiu A. et al. Computational design and experimental testing of a novel axial flow LVAD. ASAIO journal. 2005. Т. 51. №. 6. С. 702-710.

Тематические рубрики:
Поделиться:
 
ПОИСК
 
elibrary crossref ulrichsweb neicon rusycon
 
ЮБИЛЕИ
ФОТОРЕПОРТАЖИ
 
СОБЫТИЯ
 
НОВОСТНАЯ ЛЕНТА



Авторы
Пресс-релизы
Библиотека
Конференции
Выставки
О проекте
Rambler's Top100
Телефон: +7 (915) 336-07-65 (строго: среда; пятница c 11-00 до 17-00)
  RSS
© 2003-2017 «Наука и образование»
Перепечатка материалов журнала без согласования с редакцией запрещена
 Тел.: +7 (915) 336-07-65 (строго: среда; пятница c 11-00 до 17-00)