弹性锥形血管的有限元分析及数值模拟

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生物流体力学是包括流体力学、生物学和医学等多学科交叉形成的基础性学科.它通过运用流体力学的知识去揭示一些生命现象,探讨生命规律.目前生物流体力学的研究主要集中在人体生理流动情况,像循环系统内流体动力学问题.而数值模拟作为一种研究人体血流问题的适应性方法,越来越得到重视.本文通过运用任意拉格朗日-欧拉方法,能够对二维弹性条件下的锥形血管中的速度场和压力场进行分析.假设血管的锥度角为小锥度角,来获得血液在血管内流动的速度、压力分布,并与无锥度角的血管和刚性条件下的血管内的血液流动情况作比较.数值模拟的结论是:血液在血管内流动的速度分布和压力分布与血管的刚、弹性性质差别很小,但和锥度角的大小有很大关系.锥度角越大,那么压力变化的幅值就越大,径向速度变化越显著,却又不会影响径向速度分布的最大值位置.考虑到实际的生理血管都有锥度角,虽然角度很小,但是它却有确确实实的影响和作用,不可忽略.因此,通过对血流动力学的分析表明了ALE方法对血液流动研究具有极大的可行性.
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