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人工骨支架内部微结构两相流数值模拟

机械设计与制造 第 7期 276 Machinery Design Manufacture 2012年 7月 文章编号:1001—3997(2012)07—0276—03 人工骨支架内部微结构两相流数值模拟 术 王丽丽 党新安 杨立军 齐艳梅 (陕西科技大学,西安 710021) TwO—phaseFlow NumericaISimulationofInternaIMicroporeStructures inArtificiaIBoneScaffold WANGLi-li,DANGXin-an,YANGLi~un,QIYan—mei (ShaanxiUniversityofScienceTechnology,Xi’an710021,China) ; 摘【 要】人工骨仿生支架内部微孔结构关系到支架能否替代自然骨,植入骨生长因子、成骨细胞 ; }等活性物质,促进骨组织的生长。利用Fluent软件,对中心为球体,边缘为圆柱体的单元微结构进行了 { l细胞和营养液的两相流数值模拟,分析了中心球半径R及连通孔径d对系统压力、流速及细胞相体积 2 }分数的影响规律,为人工骨支架微结构的优化及仿形研究奠定了基础。结果表明中心球半径R对系统 { l压力影响很小,较大的连通孔径d比较适合细胞的增殖与粘附;最大流速在0.O1lm/s一0.O18nds范围内,2 》d恒定时,随着的R的增加,流速分布很均匀,但是值却稍微有些降低。R恒定时,随着连通孔径d增大,《 f流速分布越均匀,速度值也越大。 j 》 关键词:人工骨支架;内部微结构;细胞沉积;两相流数值模拟 《 ;; A【bstract】Theinternalmicroporestructuresinbiomimeticart~icialbonescaffoldtouchesonwhether; h£ecaffol~c觎 20ceh£eaturalb。netoimpl帆thegrowt 。,6。nece觎d。er∞咖esu6一{ ;stancesinordertopromotethegrowthofbonytissue.UsingtheSoj~wareofFluent,theresi0two-phaseflow; ;numericalsimulationaboutcellnadnutrientsolutionfor microporestructureswhichhave。sphereini }tkcenternadcylindersattheedge.TheinfluencelawoftheradiusRofthecenterspherenadthecon-{ lnectedaperturedonsystempressureflowvelocityandthevolumefractionofcellphaseareanalyzed,2 }whichlays。goodfoundationfor optimizationofmicroporestructuresnadtheprofileresearch.econ一{ lclusionshowsthattheradiusofcenterspherehaspooreffectonthesystempressure,nadthe1Ttorelrager2 ;c。凡neced叩ertur℃ 6encial。thep,0.liferati。凡andadhes。nofcellsthe,ncz,n,nelocitybezueen{ l0.01

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