深入理解消化器官内壁的多级多尺度结构及其复杂的运动方式在消化吸收过程中起到的关键作用,对人类健康具有重要意义。但一直以来,未有定论。本工作着眼于人体小肠绒毛,从化学工程师的独特视角出发,理解其结构和运动方式对传质和吸收的影响。文中建立了多物理场耦合计算流体力学(CFD)模型描述小肠绒毛运动驱动下的营养物质传递与吸收。成功将动网格方法和传质-流动模型耦合,实现对绒毛往返周期运动的调控。通过周期性边界条件的实施,实现利用含五根绒毛的吸收单元模拟整个小肠壁面附近流动与传质的目标。同时建立分析方法,引入传质增强因子,量化传质与吸收效果。基于上述方法,通过数值模拟,发现绒毛沿着小肠管路轴向的往返运动,可以形成两个特征涡流,有效提升绒毛间隙间流体和外部流体的交换,减小径向的传质阻力。绒毛表面葡萄糖吸收通量呈非均匀分布,顶部通量明显高于底部,说明绒毛顶部在吸收中起到了关键作用。在一个运动周期中,传质增强因子先由1增大到最大值,再逐步减小到略小于1,最后有所回升。绒毛运动周期越小,最大传质增强因子越高,吸收量越大。绒毛越高,最大传质增强因子越高,再加上吸收面积越大,总吸收量会显著提升。在本工作研究的参数范围内,900 μm高的绒毛,在运动周期为6 s情况下,传质效果比绒毛不运动时的传质效果提升超过500%。