癌症和动脉粥样硬化是人类健康的两大杀手，也是尚未攻克的两座大山，肿瘤细胞在血管中的转移以及动脉粥样硬化斑块在复杂血流环境中的稳定性成为了研究热门。由于这两个研究方向都和血流相关，本论文的重点在从血流的局部水动力环境为着手点，研究以下两个方面的内容：1）白细胞介导黑色素瘤细胞在内皮细胞上的黏附的局部水动力环境；2）旋动流下动脉粥样硬化斑块的局部水动力环境。白细胞介导黑色素瘤细胞在内皮细胞上的黏附为Dong实验室提出的血管内肿瘤细胞转移假说之一，这一过程受到剪切流大小的影响，而纤维蛋白（原）能促进黑色素瘤细胞在内皮细胞上的黏附效率。为了进一步揭示其背后的生物力学机制，我们在已有的侧视μPIV系统的基础上加以改进，成功测量了不同剪切流环境中基质上多黏附细胞系统的周围流场分布，结合计算流体力学模拟，我们发现：1）单个黏附细胞体系中，细胞长度、细胞高度和变形程度等因素均影响局部流场环境，其中细胞高度对黏附细胞上方的局部剪切率影响具有更高的灵敏度；2）双黏附细胞体系中，除了细胞的变形程度，两个细胞的相对位置也影响了黏附细胞上方的局部剪切率，并且尺寸较小的白细胞受到的影响更大。由于肿瘤微环境中纤维蛋白的含量升高，我们分别测量了不同浓度锚定纤维蛋白（原）和可溶性纤维蛋白（原）对不同剪切流下黏附白细胞和黑色素瘤细胞周围的流场分布情况，结果表明，在不同剪切流下：1）内皮细胞单层改变了侧视流动腔底部的流场分布形态，使之更加离散化，并增加了近壁面流体剪切率；2）锚定纤维蛋白对黏附黑色素瘤细胞周围流场的影响要大于其对黏附白细胞周围流场的影响；3）可溶性纤维蛋白（原）的存在对内皮细胞上处于不同相对位置黏附白细胞和黑色素瘤细胞上方的相对剪切率变化趋势均有影响，而纤维蛋白使得相对剪切率曲线变得更为平缓。可溶性纤维蛋白的存在增加了白细胞、黑色素瘤细胞和内皮细胞两两之间的碰撞频率，并影响其接触时间和接触面积，最终增加了黑色素瘤细胞在内皮细胞上的稳定黏附时间和黏附数目。动脉粥样硬化斑块受到血流剪切力的作用，往往在肩部呈现出较大的应力。斑块的生长对血管狭窄率的变化改变了血管局部的水动力环境，而斑块的组成也被认为是影响其稳定性的重要因素。我们利用ADINA的流固耦合模块对旋动流的存在中斑块的稳定性进行了分析，结果表明：1）旋动流能够影响在一定程度上影响不同狭窄率血管内的应力分布，应力极值大小，变形梯度和流体相关参数；2）旋动流对中度狭窄血管的影响要大于其对重度狭窄血管的影响；3）不同狭窄率血管中的应力分布、变形梯度和流体相关参数在分布和大小上均存在差异。