تحلیل دینامیک سیالات محاسباتی اثر زاویه انبساط محفظه، حجم ضربه و طول مسیر دسته فیبر بر عملکرد ریه مصنوعی

ریه مصنوعی می تواند برای بیماران در صف انتظار پیوند ریه و یا برای جراحی های بای پس قلبی، به عنوان دستگاه کمک تنفسی به بیماران یاری رساند. در این مطالعه، جریان تراکم ناپذیر و ضربانی خون نیوتنی درون مدل کامل ریه مصنوعی، شامل منیفولد ورودی، محیط همگن متخلخل و منیفولد خروجی بررسی شد. اثر تغییر زاویه انبساط (15، 45 و 90 درجه)، حجم ضربه و طول مسیر فیبرها برروی امپدانس ریه مصنوعی با استفاده از تحلیل دینامیک سیالات محاسباتی مطالعه شد. معادلات حاکم، برای حل عددی به روش حجم محدود گسسته سازی شدند. همچنین، با معیار قرار دادن امپدانس سیستم، مدل اغتشاش انتخاب شد. علاوه بر امپدانس، توزیع تنش برشی روی جداره محفظه ی دستگاه بررسی شد. نتایج نشان داد که کاهش زاویه انبساط، کاهش حجم ضربه و افزایش طول مسیر فیبرها موجب کاهش امپدانس سیستم می شود. مدل 45 درجه به عنوان مدل مناسب انتخاب شد؛ چراکه علاوه بر امپدانس پایین، نواحی سکون و یا کم سرعت که می تواند موجب لخته زایی شود، در این مدل کمتر از مدل 15 درجه است. برای کاهش احتمال لخته زایی، بهتر است که ریه مصنوعی در توالی ریه طبیعی قرار گیرد.