细胞在微管道中的运动、变形,及其涉及的流固耦合问题多年来一直是计算流体力学的研究重点。本文主要通过浸没有限元法(immersed finite element method,IFEM)对细胞在流场中的运动进行三维数值模拟。该方法通过streamline upwind/Petrov-Galerkin(SUPG)和pressure-stabilizing/Petrov-Galerkin(PSPG)算法来计算流场信息,以避免数值振荡,减少数值耗散。对于浸没的固体,用超弹性材料的Mooney-Rivlin应变能函数来刻画其本构关系。本算法通过外推算子(spreading operator)将固体边界的力外推传递给其周围流体,并使用插值算子(interpolation operator)将固体周围流场的速度信息传递给固体边界。运用无网格的再生核粒子法(RKPM)保证离散Dirac delta函数是高阶光滑的,使得流固耦合边界的处理更加准确,并能在处理复杂流固耦合问题时进行多尺度和多分辨率的建模和计算。此外,在浸没有限元法中,流体的网格并没有直接追踪流固耦合的界面,而是将拉格朗日描述的固体网格视为在欧拉描述的背景网格上运动,即欧拉描述的流体网格覆盖整个计算域。这同样将提高浸没变形固体周围流体的网格精度。基于上述算法,我们首先通过小球在流体中下落的算例验证算法的准确性。然后,用该方法计算了红细胞的拉伸问题,数值模拟结果与实验结果吻合较好。我们进一步研究了细胞穿越变截面孔道的过程。当细胞和壁面位置非常靠近时,两者之间的相互作用就不可忽略,细胞和壁面之间的相互作用就变得尤为重要。因此,此时如何正确地捕捉到细胞和壁面之间薄层流体的行为是一大挑战。我们在细胞和壁面之间引入了润滑力(lubrication force)来处理这一问题。本文分析了不同几何和流动参数情况下,细胞变形、穿越时间和细胞膜的应力、应变变化情况,并发现了细胞膜的力学参数对细胞能否成功穿越有较大的影响。