【化】 biological fluid mechanics
生物流體力學（Biofluid Mechanics）是研究生物體内或與生物系統相關的流體運動規律及其力學特性的交叉學科。該領域結合了流體力學、生物學、醫學與工程學原理，重點分析血液、淋巴液、呼吸道黏液等生物流體在循環、呼吸、代謝等生理過程中的動力學行為。例如，通過模拟動脈血管中的血液流動模式，可輔助診斷心血管疾病并優化人工心髒瓣膜設計。
在學科劃分上，生物流體力學包含三個核心方向：1）宏觀尺度研究（如心血管系統的血流動力學），主要依據Navier-Stokes方程建立數學模型；2）微觀尺度研究（如細胞膜滲透過程中的物質輸運），需考慮分子間作用力；3）仿生流體力學（如魚類遊動中的渦旋控制技術），其研究成果已應用于水下航行器設計。美國國家生物醫學成像與生物工程研究所（NIBIB）的公開報告指出，該學科在藥物靶向輸送系統和微流控芯片檢測技術中具有關鍵作用。
當前研究熱點集中于非牛頓流體特性表征，例如血液的剪切稀化現象可通過Casson流體模型描述： $$ tau^{1/2} = tau_y^{1/2} + (mu dot{gamma})^{1/2} $$ 其中$tau$為剪切應力，$tau_y$為屈服應力，$mu$為黏度系數。這種本構關系對理解動脈粥樣硬化的血流動力學誘因至關重要。
生物流體力學是生物力學的重要分支，結合生物學、醫學和工程學，研究生物體内流體（如血液、淋巴液、呼吸氣流等）的流動規律及其與生命活動的相互作用。以下是其核心要點：
生物流體力學以傳統流體力學為基礎，專注于生物系統中流體的運動機制。它屬于交叉學科，涉及生物學、物理學、臨床醫學等多個領域，尤其與心血管疾病防治、人工器官設計等密切相關。
生理流體運動
包括血液在心血管系統中的流動、呼吸道氣體交換、淋巴循環等。例如，通過研究血液流變特性與血管疾病的關系，為臨床治療提供理論支持。
生物與流體的相互作用
分析流體動力對細胞生長、組織功能的影響（如幹細胞遷移、肺呼吸時氣流與肺泡的力學關系）。
人工器官與醫學設備
指導人工心髒、透析機等醫療設備的設計，優化生物反應器中的流體環境。
通過揭示生命活動中流體力學的規律，生物流體力學不僅深化了對生命現象的理解，還為醫學工程、生物制造等領域提供了關鍵技術支撐。例如，人工心髒瓣膜的設計需精确模拟血液流動特性以避免血栓形成。
如需更全面信息，可參考生物力學教材或醫學工程領域的研究文獻。
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