二维Y型分叉血管模型的有限元分析及数值模拟

来源 :南华大学 | 被引量 : 4次 | 上传用户:lkstudybitcc2008
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生物流体力学是流体力学与生物学、医学等多种学科之间相互渗透的边缘学科。它依据经典力学、流体力学的知识来了解生命科学中的某些现象,运用力学的理论定量地分析生命系统的功能和构造之间的关系,进而探讨生命现象的运动规律。在生物流体力学研究中,采用数值计算或数值模拟已成为重要的研究手段。本文主要是针对分叉动脉血液的流动状况,采用任意拉格朗日—欧拉方法(ALE),模拟了二维38度和52度弹性分叉血管的血流情况,并用有限元方法对38度和52度刚性分叉进行了数值模拟。在给定相同的边界条件和初值条件下,模拟出了38度和52度弹性分叉血管和刚性分叉血管中血流速度和压力变化情况,同时对两者进行了比较。结果表明:刚性分叉血管中的速度场和压力与弹性血管相比,没有那么稳定,而且分叉口处形成的低压区和低速区较大;38度和52度分叉血管相比较,分叉角度越大,血流低速区和低压区的范围就越大,且离岔口的位置越远,形成血栓的机率也就越大。在正常情况下,人体内动脉血管中心处的流速最快,靠管壁越近流速越慢,在分叉处也较易形成血栓。因此,血流动力学的分析不仅方便我们更好地了解血栓形成的机理,而且能够充分地说明ALE方法对血液流动的数值研究是可行的。
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