由血管移植后吻合口再狭窄、先天性动脉缩窄性疾病(如动脉粥样硬化)、腔内球囊成型术和支架内置术后血管再狭窄等原因引起的动脉局部狭窄疾病引起血流不畅,并且往往随着疾病的发展最终导致血管闭塞,严重影响人们的健康.血管的局部狭窄使血管所处的力学环境发生特异性变化.而近年来的大量研究表明,壁面切应力在血管重建中扮演重要角色,过小的切应力、切应力在零值左右的正负振荡和空间上过大的切应力梯度都容易引发内膜增厚、中层平滑肌细胞增生等现象,最终形成动脉粥样硬化斑块.特别是存在涡流,流动缓慢的分离区,更是动脉粥样硬化斑块的易发部分.切应力不仅决定内皮细胞的形态和结构,影响内皮细胞的增殖和凋亡,调节内皮细胞的通透性,而且通过介导内皮细胞对血管活性物质、生长因子、粘附因子、趋化因子、凝血因子和原癌基因等的基因表达来影响血管一系列的短期应激和长期重建现象.对切应力信号转导的研究已经成为当今研究的最热点问题之一.为了获取局部狭窄血管中切应力分布的信息,该文在常见的余弦形式局部狭窄的模型基础上提出了一种计算简便、所需参量较少、实用性很强的计算切应力的方法.模型采用多项式形式的速度剖面假设,通过边界条件对速度剖面的形式加以限制,然后由积分形式的Navier-stokes方程可得到压力梯度满足的常微分方程.解出压力梯度后,速度和切应力都可用压力梯度表出.由于该文提出的模型只需已知流量波形、管壁方程和流体的性质就可以进行计算,在实际应用中简便可行.文中分别对矩形截面流场和轴对称流场做了实验结果和计算结果的对比,对计算模型的适用性进行检验.结果表明,模型可以较好的反应流场特性,特别是对分离区的刻画比较准确,可以很好的反映分离区随雷诺数增大而扩大的特征,特别是在轴对称流场中的计算结果更令人满意,计算结果和实验结果符合较好.该文最后对局部狭窄的狗股动脉进行了计算和分析,结果表明,局部狭窄血管中的切应力分布和均匀管中明显不同.在最大狭窄处,切应力和切应力振荡都很大,切应力的平均值、最大值和振荡幅值分别达到了7.5Pa、20.4Pa和17.7Pa.最大狭窄后切应力急剧下降,使得切应力梯度的绝对值很大,峰值处切应力梯度平均值的绝对值达到了3295Pa/m.流动在一个心动周期的某些时刻发生分离,分离区的有无、大小和位置均随时间而变化,发生流动分离时,在分离区内的切应力值为负值,而在分离区的起止两个位置,即分离点和再附点处切应力为零值.一个总的心动周期内,血管壁上切应力平均值为零的点也有两处,这两处的切应力值在零值附近做正负振荡,振荡幅值较小,在2.7-3.8Pa,同时,这两处的切应力梯度绝对值虽然较最大狭窄处后切应力梯度绝对值峰值处的值为小,但仍然比均匀管中的切应力梯度绝对值大1个数量级以上,达到了480-800Pa/m.这些力学因素都可能影响血管的结构和功能,并在特定区域引起内膜增生等血管重建现象.