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阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease,COPD)是一种具有气流受限特征的肺部疾病,近年来已经成为一种常见肺部的疾病。此疾病具有较高的发病率,,高死亡率以及治疗效果不佳的特点,给患者本人及家庭带来了经济负担。临床上利用肺功能检查获得肺气管的部分评估参数,但对于获取气体在人体气道内的流速,壁面剪切应力,流量在各级支气管的分配等力学参数仍然存在缺陷。本文的主要目的是考察COPD患者气道同健康人体气道的差异。从形态学,物理学,数学的角度揭示COPD疾病的发病机理。本文引入了计算流体动力学(computed fluid dynamics,CFD)方法研究人体气道空气流动的流动特性,以CT扫描技术为基础,利用连续的,完整的断层CT图像通过Mimics软件重建出人体气道的三维几何模型。并将几何模型转化成X_t格式文件后导入ANSYS Workbench进行模拟仿真。本研究选取4例COPD患者和一例健康研究对象作为对照组,假设气道壁面为刚性壁面,空气为牛顿气体,结合个性化的呼吸参数,选用速度入口边界条件,压力出口边界条件,选择标准k-ε湍流模型,获得能反映空气在气管内的流动特性的相关参数。包括空气的流动速度,壁面压力,壁面剪切力,气道移动方向,流量分布等,通过分析以上参数揭示气道的通气功能。研究获得的主要结果如下。(1)同健康研究对象相比,COPD患者气道均存在不同程度的扭曲变形。(2)实现正常生理通气功能所需的压降值更高。对于正常研究对象气道内压降为2.20Pa,而对于COPD患者气道压降分别为14.2Pa,21.9Pa,17.89Pa,27.31Pa,远高于健康对照组。(3)COPD患者气道壁面压力,壁面剪切应力相对于健康对照组分布更加不均匀。(4)COPD患者气道狭窄区域内有较高的流速,较低的壁面压力,较高的壁面剪切应力。(5)最大壁面压力出现在入口处。(6)五个研究对象的右侧出口面积比例依次为0.638,0.57,0.614,0.702,0.606,与之相对应的出口面积比例依次为0.7,,0.609,0.612,0.763,0.643,由数值拟合曲线可得出口流量比例与出口面积比例具有相关性,且相关系数为0.99。