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对动脉血管网络血液输运特性的试探性研究

项若飞

   无论是在自然界里,还是在人类社会活动中,处处都有树状分叉网络的身影。其中,以自然界里维持动植物生命活动的脉管系统(如哺乳动物的呼吸系统、循环系统等,植物的根系、茎杆、叶脉等)最为典型。尽管生物有机体的物种纷繁复杂,形态千奇百怪,但是它们给组织供应水、空气和养分的输运网络在结构上却是如此接近,以至我们只用选取一个类分形树状分叉网络模型就可以研究它们共同的输运特性。 选取怎样的一个树状分叉网络模型来研究血液在血管的输运特性,是本文所关注的焦点。本文在第一章综述了分形及类分形分叉网络的基本概念和特性,并介绍了类分形树状网络的研究进展;然后简述了动脉血管网络血液流动的基本特点。文中的第二章介绍了血液动力学的理论基础,即血管的基本构造、血管的力学特性和血管的应力与血管重建。第三章为全文的重点,文中沿用了Murray的改进模型(即WBE类分形树状分叉模型),利用血液动力学中血管重建的重要理论,依据Murray的最优化原则,重新研究了血液在该网络中的输运特性;最后,将这个最优化的WBE模型运用于生物个体状态演化过程中,发现在生物个体生长或衰退时,由该模型得出的毛细血管的血压和血流流速的变化结果与实际情况不符,而且该结果是不利于生物个体生长。本文对Murray定律的直接运用及其模型的简单性提出了质疑,并指出随生物生理状态的不断演化,生理最优化状态在不同的演化阶段可能并不相同,最优化应该考虑到各阶段的演化要求。……   
[关键词]:类分形树状网络;管壁剪切应力;血管重建;最优化
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:华中科技大学2008年
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