蠕動流(peristaltic flow)在外力(例如肌肉力)作用下,可變形管節律性地收縮和擴張而引起的管內流體的運動,生物力學研究的一個問題。節律性地收縮和擴張是管狀平滑肌的固有性質,因而,蠕動流是生理上常見的一種流體輸運方式。輸尿管、腸道、膽道和小動脈血管等管道內流體的流動都具有蠕動流的性質。
基本介紹
- 中文名:蠕動流
- 時間:二十世紀六十年代
- 學科:物理學
- 特點:流體力學
原理,影響參數,研究歷史,
原理
蠕動流的原理可用附圖說明,設有一兩端封閉的靜止長管,管的兩端面上壓力相等。一套在圓管上的滑塊將管壓縮,滑塊以速度v向右移動,引起收縮部分流體運動。在固定坐標系中流動是非定常的(圖1)。
若取運動坐標系 (隨滑塊運動的坐標系),則長管兩端的流體以速度v向左流動,流動是定常的(圖2)。若流體為不可壓縮的,則按連續性原理,收縮段流體向左運動的速度高於v。滑塊的壓縮,使管壁變形,可以將其視為沿管壁傳播的波動,以速度v傳播。沿著波傳播的方向壓力是升高的;因而,若流體在管內以平均速度尌運動,同時管壁收縮以波速v沿尌方向傳播,則:①收縮部分流速u=尌-v,一般v》尌,因而收縮段流體運動方向同平均流相反;②由於收縮部分壓力沿v方向升高,故在平均流動方向上,壓力梯度降低,即管壁蠕動起著泵的作用。
影響參數
決定蠕動流的主要參數有四個:①振幅-半徑比:為時均半徑;A為振幅; ②波數:,λ為波長;③雷諾數:ν為流體運動粘性係數;④每一波長上的壓力升或時均流量。其中嗘、α決定於管狀平滑肌的特性。