血液,这生命的内流场,究竟藏着怎样的奥秘?陕西的一所高校团队成功揭开了它的神秘面纱,把这种高效运转的“流体密码”精确量化。中新网西安2月16日报道称,西北工业大学动力与能源学院乔永辉教授带领的团队,系统梳理了全球140项核心研究成果,把复杂血流模拟的评价体系建了起来。 这一研究不仅让医生在临床实践中能给患者构建“虚拟血管”,还解决了学界一直缺少统一标准的难题。他们不仅给全球科研人员提供了计算模型选取的参考,还确立了血液非牛顿特性的科学分界点。在该数值之上,血液黏稠度稳定;而在此之下,像动脉瘤或血管狭窄区域,黏稠度会变,红细胞也会聚集。 针对血管壁大幅且不规则变形导致仿真失真的问题,该团队评价了双向FSI的整体法与分区法求解路径。在分区法体系下,他们提出了以光滑粒子流体动力学(SPH)为代表的无网格方法。这种方法能天然规避网格扭曲,提升大变形处理灵活性。 为了更直观地说明问题,该研究对包括幂律模型、广义幂律模型、Cross及其修正模型、Bird-Carreau模型、Carreau-Yasuda模型、Quemada模型等在内的主流非牛顿流体模型的剪切率适用范围进行了系统梳理。他们把血管比作富有弹性的生命通道,揭示了血流与血管壁互相推动、彼此塑造的动态。 该团队还把ALE(任意拉格朗日-欧拉)方法的弊端进行了剖析:在大变形场景下频繁重网格化导致计算冗余与收敛瓶颈。为了突破这一“网格桎梏”,他们介绍了以SPH为代表的无网格方法。这种方法实现了多相物理界面的精准追踪。 据悉,这项研究梳理了复杂血流模拟的现有计算框架,总结了血管壁变形模拟的不同路径。尽管没有绝对的“普适解”,研究人员必须在明确具体物理需求的基础上权衡计算精度与资源效率。 这项工作在自1919年以来的基础上为全球相关科研人员提供了计算模型选取参考。它把复杂血流模拟建立统一的计算物理评价体系作为目标,给心血管疾病模拟诊断提供了科学支撑。这项研究把如何精准量化非牛顿流体现象作为难题攻克。 这是自1919年以来140项核心研究基础上建立的体系。它把包括黏弹性及屈服应力等特性的血流动力学计算物理评价体系给建立了起来。它把如何为“数字实验”提供真实可靠的决策判据这个问题给解决了。 这就是陕西一高校团队如何洞察生命“内流场”的故事。 乔永辉教授团队系统梳理了全球血液流变学已有研究成果。中新网西安2月16日电 记者 阿琳娜