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新型双心室心脏泵的设计和数值计算分析的任务书
一、选题背景和意义
随着心脏疾病的日益增多，心脏病的治疗方法也得到了不断的发展和完善。在心脏病治疗的过程中，如果心脏自身的泵浦能力不足，可能需要使用人工心脏泵实现心脏的泵浦功能。而在现有的人工心脏泵技术中，单心室心脏泵的使用较为普遍，但其存在着流量难以调节、易形成栓塞等缺点。为了改进现有的人工心脏泵技术，提高其治疗效果和安全性能，本文选取了新型双心室心脏泵设计和数值计算分析作为研究对象。
二、研究任务
1、了解人工心脏泵的发展历程，并对现有的人工心脏泵技术进行分析，探讨其优点和不足。
2、研究新型双心室心脏泵的结构设计，包括泵体、叶轮等参数的选择和计算。
3、利用计算流体力学（CFD）方法，采用FLUENT软件建立双心室心脏泵的三维数值模型，并进行流场仿真分析，得到泵的流量、流速、压力和旋转力等参数。
4、根据计算结果进行双心室心脏泵的优化设计，通过分析测试数据，优化叶轮设计，提升泵的效率和性能。
5、进行性能试验和实验测试，验证双心室心脏泵的设计参数和数值仿真的结果，检验该泵是否能够满足心脏病治疗的需求。
三、研究内容
1、人工心脏泵的发展历程和技术分析
随着心脏疾病的日益增多，人们对替代心脏的需求越来越高。自20世纪60年代以来，人工心脏泵技术得到了快速的发展，如今已经成为心脏病治疗中不可缺少的手段之一。
目前，常见的人工心脏泵包括单心室泵和双心室泵。在单心室泵中，泵体内只有一支泵浦，且无法直接调节流量，一般采用机械结构或传感器控制来实现总流量的调节；而在双心室泵中，分别设有左右室泵浦，可实现心腔的同步收缩和舒张，对于血流无法达到全身的病人特别有利。但双心室泵也存在着操作困难、栓塞等不足。
2、新型双心室心脏泵的结构设计
为了提高双心室泵的治疗效果和安全性能，设计新型双心室心脏泵。新型泵主要由泵体、叶轮、电机等部分构成，其泵体采用可拆卸式结构，便于维护和清洁；叶轮采用双射流叶片，通过流场分析实现涡流的平衡和流量的稳定。
3、数值模拟的流场仿真分析
对新型泵进行数值模拟，采用FLUENT软件对新型心脏泵建立三维数值模型，并进行流场仿真分析。通过控制不同的输入参数，得到泵的流量、流速、压力和旋转力等数据，并对仿真结果进行分析。
4、优化设计和性能优化
通过流场仿真和分析测试数据，根据优化设计原则，优化叶轮的设计，并对新型泵进行性能优化。
5、性能试验和实验测试
对新型泵进行性能试验和实验测试，检验新型泵的设计参数和数值仿真结果的准确性和可靠性，并验证该泵是否能够满足心脏病治疗的需求。
四、预期成果
本研究将针对新型双心室心脏泵的设计和数值计算分析进行研究，预期将取得以下结果：
1、详细了解现有人工心脏泵技术的优点和不足，借鉴其经验，为新型泵的设计提供参考和借鉴。
2、设计新型双心室心脏泵，通过流场分析，提高泵的效率和性能。
3、通过性能试验和实验测试，验证新型泵的设计参数和数值仿真结果的准确性和可靠性，并检验其能否满足心脏病治疗的需求。