Двухфазная модель течения крови в крупных и мелких кровеносных сосудах
Медведев Алексей Елизарович
Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича, Сибирское отделение Российской академии наук, Новосибирск, 630090, Россия
medvedev@itam.nsc.ru
Аннотация. При течении крови в мелких сосудах (менее 300 мкм) наблюдается зависимость реологических свойств крови от размера сосуда – кажущаяся вязкость крови падает с уменьшением диаметра кровеносного сосуда. Для описания течения крови в мелких сосудах необходимо создание уравнения состояния, зависящее (кроме остальных параметров) от диаметра сосуда.
В работе предложена единая двухфазная модель крови для описания течения, как в крупных, так и в мелких кровеносных сосудах. Модель дает уравнение состояния крови – зависимость вязкости от диаметра сосуда и описывает характеристики течения, такие как, показатель гематокрита и скорость крови. На основе данной модели дано объяснение давно известным особенностям (эффектам) течения крови в сосудах: зависимости показателя гематокрита от диаметра сосуда; существованию бесклеточного слоя плазмы вблизи стенки сосуда; тупому (по сравнению с профилем течения Пуазейля) профилю скорости крови; зависимости вязкости крови от диаметра сосуда. Получены аналитические зависимости для скорости, вязкости и показателей гематокрита крови в зависимости от диаметра кровеносного сосуда. Проведено сравнение с экспериментальными данными.
Ключевые слова: показатель гематокрита, течение Пуазейля, математическая модель, двухфазное течение, относительная вязкость.