２０１３年第２期 液压与气动 基于ＣＦＤ的磁液悬浮式血泵优化设计 许剑 ，王伟 ，李冀鹏 ，张磊 ，张杰民 Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ Ｄｅｓｉｇｎ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｍａｇｎｅｔｉｃ—Ｌｉｑｕｉｄ Ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ 目叫／楼 Ｂｌｏｏｄ Ｐｕｍｐ ｂｙ Ｕｓｉｎｇ ＣＦＤ ＸＵ Ｊｉａｎ ，ＷＡＮＧ Ｗｅｉ ，ＬＩ Ｊｉ—ｐｅｎｇ ，ＺＨＡＮＧ Ｌｅｉ ，ＺＨＡＮＧ Ｊｉｅ．ｍｉｎ （１．北京精密机电控制设备研究所，北京１０００７６；２．泰达国际心血管病医院，天津３００４５７） 摘要：磁液悬浮式血泵属于第三代心室辅助装置，该文基于非定常三维Ｎ－ｓ方程和ｋ－Ｂ湍流模型，应 用计算流体力学（ＣＦＤ）方法数值模拟血泵的流场，并根据流场分析结果对血泵进行优化设计，血泵样机试验 证明措施有效，各项指标均达到要求，ＣＦＤ仿真分析对于血泵的研制具有重要的指导意义。 关键词：血泵；磁液悬浮；流场；溶血 中图分类号：ＴＨ１３７文献标志码：Ｂ文章编号：１０００－４８５８（２０１３）０２－００６１－０３ 引言 叶轮血泵发展到今天的第三代非接触式叶轮血泵 。 心血管疾病是人类常见的一种主要疾病，由于供 在血泵的开发设计过程中，除通常设计流体机械 体数量的，每年有大量患者在等待心脏移植的过 程中死亡。心室辅助装置简称血泵，即以人造器官来 收稿日期：２０１２－１２－２７ 解决这一问题，目前发展非常迅速。自１９６３年Ｄｅ— 基金项目：国防科工局军用技术推广专项（［２０１１］２９９） Ｂａｋｅｙ为１例心脏骤停患者植人第１个气动血泵开 作者简介：许剑（１９８２一），男，安徽安庆人，工程师，博士，主 始，血泵已经从第一代搏动式血泵、第二代机械支承式 要从事航天伺服系统设计以及人工辅助心脏等军转民项目的 科研工作。 ３０ （１）：７０—８５． ２Ｏ １０ ［２］姜继海，马琛俊，王克龙．直驱式电液伺服系统在风机变 ０ 桨距装置上的应用［Ｊ］．风力发电，２００９，（５）：２８—３１． —１０ ［３］ 刘庆和．直接驱动容积控制液压传动原理（ＤＤＶＣ系统） —２Ｏ 一３０ ［Ｍ］．哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，２００７． 时间／ｓ ［４ ３ Ｈａｂｉｂｉ，Ｓａｅｉｄ，Ｇｏｌｄｅｎｂｅｒｇ，Ａｎｄｒｅｗ．Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ａ Ｎｅｗ Ｈｉｇｈ ｂ）２５ｍｉｌｌ，０．１ Ｈｚ，空载，１．０ＭＰａ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｅｌｅｃｔｒｏ－ｈｙｄｒａｕｌｉｃ Ａｃｔｕａｔｏｒ［Ｃ］／／ＩＥＥＥ／ＡＳＭＥ． Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｍｅｃｈａｔｒｏｎ－ ｉｃｓ，ＡＩＭ，１９９９． ［５］刘军龙，姜继海，欧进萍，等．直驱容积控制电液伺服系统 模型与动态特性［Ｊ］．哈尔滨工业大学学报，２０１１，４３ （７）：６１—６５． 时间／ｓ ［６］ 马琛俊．大型风力发电机组直驱式容积控制变桨距系统 ｃ）２５ｌｌｎＴｌ，Ｏ．１Ｈｚ，加载，１．０ＭＰａ 研究［Ｄ］．哈尔滨：哈尔滨工业大学，２０１０． 图ｌ１系统正弦响应曲线 ［７］姜继海，苏文海，张洪波，刘庆和．直驱式容积控制电液伺 服系统及其在船舶舵机上的应用［Ｊ］．中国造船，２００４， 参考文献： （４）：４３—４６． ［１］ Ｒｏｂｅｒｔ Ｗ，Ｄａｒｒｅｌｌ Ｍ．Ｔｒｅｎｄｓ ｉｎ ｔｈｅ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ ｏｆ Ｗｉｎｄ Ｔｕｒｂｉｎｅ ［８］ 卢天日．直驱式电液伺服主动质量驱动系统研究［Ｄ］．哈 Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｓ ａｎｄ Ｓｙｓｔｅｍｓ［Ｊ］．Ｗｉｎｄ Ｅｎｅｒｇｙ，１９９８， 尔滨：哈尔滨工业大学，２００９．
