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吴胜伟这样的心血管病泰斗,主要负责的是心脏的生理需求、生物相容性材料以及植入的手术路径。

而这个微型水泵到底该怎么设计,叶片怎么转才能把血抽出来又不出问题,这就完完全全落到了陈程这样的流体力学专家的头上了。

对于含水量达百分之七十的人体来说,利用流体力学助力医学分析已是十分常见的研究方法。

“吴院士,真不是我们流体组不出力啊。”

陈程教授叹了口气,指着大屏幕上的 数据,满脸无奈地解释道:“您是医学专家,您比我更清楚,血液不是普通的水,它是极其复杂的非牛顿流体,里面的红细胞是非常脆弱的。”

“现在咱们要把血泵的体积缩小一半,为了保证人体正常所需的每分钟5升的泵血量,叶轮的转速就必须大幅度提高,可是转速一高,叶片边缘和泵壳之间的微小间隙里,就会产生极其恐怖的微观剪切应力!”

陈程越说越觉头疼:“这种极端非线性条件下的湍流,就像是把血液扔进了破壁机里一样!我们的超算每次一模拟到这个微观相变点,计算红细胞受力的时候,数据瞬间就发散到无穷大了,连算都算不出来,我们根本不知道该怎么去修改叶片的微米级曲面啊!”

吴胜伟听完,也是深深地叹了口气,陷入了沉默。

他也知道这个问题在工程和数学上有多棘手,但作为总负责人,他也只能和几个医学专家低声探讨着,看看能不能从降低人体泵血需求的临床角度,去稍微妥协一下参数。

一时间,会议室中又陷入了一种低沉的气氛当中。

与此同时,在陈程教授身边,还坐着一位大概三十岁出头的年轻人,正是陈程教授的意门生,主攻应用数学和计算流体力学的博士后,梁明。

从这场组会开始之后,梁明就一直没有说过话,他死死地盯着屏幕上的 代码,心里只觉一阵发冷。

作为团队里具体负责编写算法和跑超算数据的“主力民工”,梁明此刻承受的压力是难以想象的。

“太难了……这特么根本不可能做到啊!”

梁明在心里绝望地呐喊着。

既要把体积压缩到核桃大小,又要保持高转速,还要求血液在经过叶片边缘时极其平滑,绝对不能产生切碎红细胞的剪切涡流。

在流体力学的数学模型里,这几乎是一个无解的死局!

非牛顿流体的本构方程,在面临这种极限的高速微观相变时,边界条件复杂到了一个令人发指的地步。

现有的流体计算软件和常规的偏微分数学工具,只要一碰触到那个产生溶血的点,就会瞬间因为数据溢出而死机。

连病灶长什么样都看不清,怎么动手术去优化?

看着会议室里一张张愁云惨雾的脸,梁明的心中不可遏制地涌起了一股绝望感。

他甚至觉,以目前人类在流体计算数学上的理论天花板,想要造出这种完美无缺的超微型人工心脏,起码还再等二十年。

……

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最终,这场沉闷的攻关会议还是没能讨论出什么实质性的结果。

吴胜伟院士无奈地叹了口气,合上面前的笔记本:“老陈,今天就先到这儿吧,我回去再跟生物材料组的人碰个头,看看能不能从钛合金外壳的轻量化上再抠出几克重量来,或者研究一下能不能稍微降低点临床的泵血指标要求。”

陈程教授也跟着站起身,点了点头:“行,吴院士,我们这边回去再想想办法,看看能不能换一种网格划分的思路,争取把那个该死的剪切应力点给绕过去。”

就这样,这场让人精疲力尽的组会算是散了。

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