支气管哮喘是一种慢性的呼吸道疾病，正逐渐成为危害人类身体健康的重大难题。尤其是在包括中国在内的发展中国家发病势头上升迅猛，哮喘病导致的死亡率也日益增长，哮喘病给全世界造成的经济损失已经超过艾滋病和肺结核所造成的经济损失的总和。但哮喘病的病因与其发展机理至今还没有得到完全的认知。哮喘以气道结构改变和气道对收缩刺激因素的高反应性为病理特征，即气道重塑和气道高反应性。肺气管具有十分复杂的解剖结构，包括各级分支不断变化的直径、长度等形态学变化，在正常与病理条件下，气道各级结构还会发生不均匀的收缩和扩张，从而导致气道中复杂的气体流动情况。尽管Weibel，Horsfield等对人类肺形态和气道解剖结构做了大量研究，但如何将复杂的气道几何学，气道内流动的气体与变动的气道壁进行耦合，以建立人类呼吸系统的计算生物力学模型，以模拟气道内气体的流动和物质传输等仍具有挑战性。计算流体力学（Computational Fluid Dynamics CFD）是一种有限元分析方法，主要求解的是纳维-斯托克斯（Navier-Stokes N-S）方程，即将整个流体、燃烧等过程分散成在微小尺度内关于基本流体假设成立的多个方程，并通过最终联立求解的计算过程。是运用计算机和离散化的数值分析计算方法对流体问题进行模拟并分析计算的方法。本文根据Horsfield、Tawhai呼吸道气道模型参数，运用AutoCAD、SolidWorks工程软件，建立人类呼吸道气道理论模型，将理论模型结构导入COMSOLMultiphysics仿真系统，并对G0气道局部区域施加模拟局部收缩，通过对G0气道流体入口速率与收缩内径阻塞范围变化，运用CFD进行整个G0-G3气道内的流体流场分析与数值分析。数值模拟的结果表明，采用以上方法建立的呼吸道有限元理论模型，可以得到气道收缩过程中呼吸道内流体流速分布、流场线动态变化、气道管壁压力分布，而当呼吸道内径阻塞范围超过1/3管径和下呼吸道入口流体流速达到一定数值的时候，气道的收缩区域内开始出现流体流场线回旋，同时收缩区域管壁压力增大。本文虽是针对人体呼吸道气道建立的生物力学模型，但其基本的技术操作平台和模拟方法同样适用于其他关于流体运动的生物力学行为的研究，具有一定的应用价值。