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当物理照进生活 张朝阳解析为什么血管堵塞心脏负担大

文章出处:未知 │ 网站编辑:admin │ 发表时间:2024-01-16

  心血管医学领域有一句俗语,叫“人与动脉同寿”。也就是说,通常人的生理年龄就是“血管年龄”。血管作为人体重要器官之一,微小堵塞便会危害生命,但其实血管流动中也蕴含着许多物理知识。搜狐创始人、董事局主席兼CEO张朝阳在《张朝阳的物理课》线下第十四课中解析为什么血管堵塞心脏负担大,探究血栓这一“健康杀手”。

  在直播前半场,张朝阳详尽讲解了流体力学的基础知识,从静止理想流体到稳恒理想流体,再到粘滞流体,并从数学上严格证明了阿基米德浮力定律和伯努利原理。

  随后他重点介绍了流体力学的基本方程——纳维尔-斯托克斯方程(以下简称N-S方程),并以该方程在现实中的特殊应用——人的血管泊肃叶定律为例进行了运算推导。

  在NS方程的基础上,张朝阳求解了圆管中不可压缩稳恒粘滞流体的速度场,并求出了此模型下的血流量与血管半径的关系。

  首先假定血管是不含时间t的稳态情况,即,那么方程第一项没了,忽略重力影响,即不考虑。进一步简化,假定血管是规则形状,因为不论毛细血管还是动脉都不会一会粗一会细,这样血管中血液就转化为规则形状的稳定流管问题。根据能量守恒,血流方向沿着纵向方向,并假定这个方向为z方向

  表示血压的梯度,表示血液的粘滞力,血管里面的血液每泵一次产生压力,与血液这种有粘滞力的非理性流体达到互相抗衡的结果。

  这就是使用纳维尔-斯托克斯公式在一个规则流管不含时有粘滞力的速度分布案例,算出血管流速和半径的关系,并且在医学上应用很广。

  由公式计算得出血流量和半径四次方成正比,与压强梯度正比,并且血越稠血流量越低,和半径更敏感。假如血管堵了10%,损失血量为30%到40%,这时心脏需要更大工作量,也会给心脏特别大的压力。

  血管遍布人们全身,帮助维持血液以及营养成分正常的功能运转。心脏负责给全身供血,血管堵塞,血液流通慢,将影响正常的血液循环,也给心脏造成巨大的负担。据资料数据显示,全球每16秒就有一人患静脉血栓栓塞性疾病,每37秒就有一人死于该病。因此,在推导完公式后,张朝阳也贴心地建议大家日常多吃青菜水果,少吃胆固醇高的食品,以保持血管通畅,守护自己的心血管健康。

  据了解,《张朝阳的物理课》于每周周五、周日中午12时在直播,网友可以在“关注流”中搜索“张朝阳”,观看直播及往期完整视频回放;关注“张朝阳的物理课”账号,查看课程中的“知识点”短视频。此外,还可以在搜狐新闻APP的“搜狐科技”账号上,阅览每期物理课程的详细文章。青浦沪西仪器厂海瑞众联基层俄罗斯重木结构建筑木屋超声波国际运输