中文摘要：

本项研究考虑细胞的电化学性质，以Peskin提出的浸入边界法为基础，开发细胞膜在复杂的生命体环境中运动的数值模拟方法，研究细胞与周围流场间的物质传输以及力学耦合响应，分析流动环境和膜的电化学性质对细胞运动和变形的影响，建立正常细胞与病态细胞的相关分析机制。首先建立单细胞系统中水分子和非电解质的跨膜输运模型；然后在此基础上引入细胞的电化学性质，得到包含流体运动、离子扩散和膜变形之间相互作用的数学模型；最后将单细胞系统推广至多细胞系统，研究细胞间的相互影响。数值计算方法是基于有限体积法和有限元法，使用多种时间和空间离散格式调试计算软件，以实现数值算法的稳定性和收敛性。使用开发得到的计算软件模拟细胞在血管中的运动，研究流动条件对细胞膜的力学参数的影响，分析细胞在健康状态或病态情况下的变化，为临床医学和生物力学实验研究提供信息。

结论摘要：

本项研究以Peskin提出的浸入边界法为基础，开发细胞膜在复杂的生命体环境中运动的数值模拟方法，研究细胞与周围流场间的物质传输以及力学耦合响应，分析流动环境和膜的传质性质对细胞运动和变形的影响，建立正常细胞与病态细胞的相关分析机制。首先建立单细胞系统包含流体运动、物质输运和膜变形之间相互作用的数学模型；后将单细胞系统推广至多细胞系统，研究细胞间的相互影响。数值计算方法是基于有限体积法和有限元法，使用多种时间和空间离散格式调试计算软件，以实现数值算法的稳定性和收敛性。使用开发得到的计算软件模拟细胞在血管中的运动，研究流动条件对细胞膜的力学参数的影响，分析细胞在健康状态或病态情况下的变化，为临床医学和生物力学实验研究提供信息。