肺泡和肺泡管树三维图形的模拟

摘要

肺泡是人体肺呼吸系统的重要组成结构.为了满足人体气体交换的要求,肺泡必须要在有限的空间内尽可能地达到最大的表面积.在有限的体积内肺泡管如何分叉并延变成肺泡囊,探讨其结构特征对进一步研究肺部的气体交换很有意义.笔者从分形几何角度,以1 4面体作为肺泡的基本结构单元,通过一阶和二阶的1 4面体组合以及一系列数学变换,在图形生成过程中加入随机参数,并进行边界的模糊运算以及肺泡面的夹角钝化处理,使运算产生的肺小叶和肺泡与真实的肺泡图形较为接近.计算结果表明自然界的复杂形体可由数学方法描述.