中文摘要：

生物体内气固两相流是一项新兴的交叉学科研究，在我国尚处起步阶段，其研究无论对气固两相流和生物医学发展，还是对疾病治疗都有重要的意义。本项目提出基于计算机X射线断层摄影术和核磁共振成像技术相结合的数据采集和图像图形识别技术转换而得的全新的精确人体呼吸道几何模型，针对非规则边界，复杂几何流道求解，现有的理论和求解方法的不足，从离散格式，流场问题，求解方法，并行算法等角度入手进行研究和改进，提高计算的稳定性、精度和效率。认识和反映不同的可吸入颗粒物如何通过鼻腔、口腔、气管、支气管最后进入肺泡的这一过程，以及不同的可吸入颗粒物，在不同条件下，在各个部位的沉积附着机理，掌握呼吸道内气流与细微颗粒间的相互作用及运动规律和沉积特性。解决不同尺度颗粒物，在不同尺度通道、流动条件下的大跨度流动状态，复杂沉积过程的计算模型及其耦合问题。通过基于几何实体模型的针对性实验，用实验的方法研究细微颗粒物在人体呼吸道中的沉积特性。为数值研究提供验证、对比和修正依据，进一步为研究可吸入颗粒物的致病机理和气雾剂颗粒的疗效提供直观的数据。研究也对生物体内气固气固两相流、复杂边界条件下的气固两相流动理论发展具有重要意义。