伊朗科曼大学教授讲座

基于格子玻尔兹曼、浸入式边界及有限元方法的血液中红细胞运动的三维数值模拟

主讲人 : Mohammad Rahnama教授

红细胞（RBC）是血液中高度可变形的细胞，其主要功能是将氧气从肺部运送到身体组织，并将产生的二氧化碳废物运离组织并返回肺部。正常的RBC是一个直径和厚度分别约为8μm和2μm的双凹盘，当它穿过直径约为3μm的静脉时，能够从双凹盘变形为降落伞形细胞；然而RBC缺乏变形能力将伴随着一些严重疾病。通过红细胞运动和变形的模拟可以更好地解释红细胞的复杂缺陷。

本讲座主要针对采用格子玻尔兹曼方法模拟血浆流动，采用有限元方法模拟红细胞变形和细胞膜行为并结合浸入式边界条件模拟血流中红细胞的三维动态行为介绍最新研究成果：1）采用无限剪切流中球形胶囊变形的基准流动模型验证了模拟方法的可行性；2）红细胞在剪切流中的动态响应，结果表明在低剪切速率下RBC像血浆中的固体颗粒一样经历翻滚运动，而在高剪切速率下经历摆动运动和周期性形状变形；3）研究毛细血管中红细胞的运动和变形，表明它能够从双凹盘变形为类似降落伞的形状，这种独特的变形可防止毛细血管的堵塞；4）在一个充满血浆的垂直移液管中对红细胞进行沉淀，首次模拟健康细胞、糖尿病细胞、镰状细胞和球形细胞增生，并研究不同参数的影响。

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主讲人简介：

Mohammad Rahnama，1990年起担任伊朗科曼大学（ShahidBahonar University of Kerman）教授，自2013年起担任加拿大维多利亚大学（University of Victoria）客座教授。在加拿大维多利亚大学担任客座教授期间主要研究与燃料电池中催化剂层制造相关的微粒流动模拟和PEMFC层中接触电阻的分析，同时讲授能源转换、能源系统工程和太阳能领域的相关课程。他在热流体科学研究方面拥有超过25年的经验，研究工作主要包含CFD/LBM和太阳能两大领域：LBM模拟复杂流体流动以及太阳能热水器、太阳能空间供暖、建筑物冷却和光伏热能等的应用。共在计算和实验流体/热工程领域发表了超过50篇国际权威期刊论文和60多篇国际会议论文。