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| 随着组织工程学与快速成型技术的不断发展,骨组织工程支架的研究也在不断的深入。本文主要对骨组织工程支架内部微管道的结构设计、微流体的流动状态以及骨支架在流体作用下的变形进行了研究分析。首先分析了骨的内部结构,并在此基础上对骨的结构进行简化,建立了具有良好体外培养特性的骨组织工程支架三维微管道结构模型。其次分别利用Fluent,Ansys中的CFX模块和Comsol3.2a中的流体动力学模块对骨组织工程支架微管道内的营养液流动状态进行数值模拟仿真,并对得到的结果进行分析和比较,确定计算无复杂边界的流体问题时,选用Fluent进行仿真计算。然后利用有限元分析软件Ansys分别用双向流固耦合和单向流固耦合的方法计算骨组织工程支架在微管道内营养液压力作用下的变形,比较两种计算方法得到的结果,分析得出在营养液速度很小时,可以用单向流固耦合计算方法代替双向流固耦合计算方法;利用单向流固耦合计算方法分别计算不同的灌注速率、不同的骨支架结构的骨支架变形,并对得到的结果进行分析比较,确定在营养液不同速度和不同微管道结构下的支架最大变形值。最后研究气液两相流在粗糙微管道中流动时的流动特性,通过利用Fluent的VOF模型对氮气和水两相流在粗糙微管道中的流动进行模拟,绘制了流型图,并与光滑微管道的流型图和Triplett等通过实验得到的流型图进行比较,使数值模拟和实验研究得到了彼此的验证。 |
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