中文摘要：

人工心脏的溶血问题成为制约其临床应用的瓶颈，以往的研究都只关注血细胞膜的破裂而造成溶血的宏观影响。而实际上大量的血细胞并未破裂，而是由于外力作用造成血细胞膜微观结构发生改变，导致血细胞的流变学（变形指数和取向指数）和形态学特性的变化。本研究采用流场测量和数值模拟的方法，解析叶轮血泵的流场细节，得到速度分布、湍流应力、剪切应力等流动参数，探讨血细胞的流变学特性变化与流场的相关性。重点搭建类同于血泵多层次、多量级剪切应力的脉动切变流场的细观模型，采用多层液滴模型和ALE方法对血细胞在该流场下的运动进行数值模拟和Micro-PIV测量，再现血细胞的运动、变形和破坏的全过程，同时从能量转化角度解释血细胞的复杂力学行为，建立溶血和剪切应力、暴露接触时间的定量关系。从宏观和微观角度揭示溶血机理，为人工心脏和其他人工器官的优化设计提供理论指导。