人體內(nèi)的流體力學(xué)，知乎？

2017-02-24  by:CAE仿真在線  來源:互聯(lián)網(wǎng)

細(xì)菌和變形蟲利用纖毛在很小的雷諾數(shù)下流動,鯨魚利用尾鰭處的漩渦分離運(yùn)動,雷諾數(shù)高達(dá)100000000;

心臟每分鐘泵送5升左右血液進(jìn)入循環(huán)系統(tǒng),當(dāng)你處于緊張狀態(tài)的時候,高達(dá)20-30升每分鐘;

男人的血液容量平均5升,女人為4升;

87%的血液存留在體循環(huán)的血管中,9%存在肺循環(huán),7%存留在心臟;

動脈中的雷諾數(shù)為100-數(shù)千,按照平均速度計算,主動脈的雷諾數(shù)為3400,大動脈為500,小動脈為0.7,毛細(xì)血管為0.002;

較小的動脈中由于心臟的搏動會出現(xiàn)周期性層流,較大的動脈則是周期性轉(zhuǎn)戾流動;

心臟流出來的血流劃分成多大30個分支;

沿動脈橫截面上的速度分布幾乎是均勻的,速度變化只在管壁的邊界層才有,只占動脈半徑的10%;

血漿中90%是牛頓流體(水),血液則是非牛頓流體;

氣管中的空氣流動雷諾數(shù)為800左右,在深呼吸時候,氣管中會出現(xiàn)湍流;

肺泡的總表面積達(dá)100平方米,氣流速度幾乎為0,因此,氣體交換是通過擴(kuò)散而不是對流完成;

正常呼吸的時候,空氣的交換量是每分鐘10升,深呼吸情況下,交換量可達(dá)100升每分鐘;

心臟中的流體計算使用的是不可壓縮NS方程,其中動量方程需要添加心臟內(nèi)壁作用在流體上的里的張量,并且血液為一種非牛頓流體,使用卡森方程模化;

在動脈狹窄的情況下,會在這個狹小的截面背后出現(xiàn)流動分離;

最后

牛頓流體做脈動型管內(nèi)流動的NS方程有一個精確解,是的精確解!

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