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相似文献
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1.
主动脉弓内脉动流的有限元分析   总被引:21,自引:2,他引:19  
将升主动脉和主动脉弓联系起来研究发展中的血液流动问题,给出了血液流动的理论模型、边界条件以及计算条件;根据生理脉动流条件,对狗的升主动脉和主动脉弓内血液流动进行有限元数值模拟,并对计算结果进行了可视化分析。  相似文献   

2.
目的比较分析应用弹性血管壁的流固耦合计算流体力学(CFD)方法和刚性血管壁的CFD方法模拟获得的正常主动脉弓内血流动力学参数,同时比较两种方法的优劣,为深入研究血液流动状态与动脉疾病的关系提供帮助。方法取46岁男性,胸主动脉正常CT图像,格式为Dicom,层间距为0.5mm,每片图像的平面分辨率为512×512,像素大小为0.5mm。应用医学图像后处理软件,对通过临床获得正常人体主动脉CT二维医学图像数据进行重构,得到主动脉血流及血管壁的三维立体模型并应用于模拟计算。结果在设定边界条件和初始条件的基础上,经多次迭代耦合计算,获得血管壁形变、等效应力、血流速度、壁面振荡切应力等相关血流动力学参数。结论在心动周期内弹性血管壁的主动脉内血流情况较刚性血管壁主动脉内血流情况更为复杂,管壁等效压力变化较大,血管壁的振荡切应力更高,表明弹性血管壁的流固耦合的CFD模拟更能体现真实主动脉内复杂血流情况,为深入研究血流动力学与心脑血管疾病的关系提供了一定的技术支持。  相似文献   

3.
目的研究沙疗对人体弯曲股动脉血流动力学的影响,从血流动力学角度进一步揭示沙疗的疗效机理。方法以人体主动脉CT图像为依据,建立弯曲股动脉三维有限元模型,并以实验所测受试者心率、股动脉血流速度峰值和内径作为初始条件和边界条件进行有限元数值模拟,对比分析在流固耦合条件下沙疗前后弯曲血管血液流场血流速度、压力和壁面切应力。结果与沙疗前相比,沙疗后血管弯曲段纵向速度有较大提高,增幅为22.76%;二次回流速度明显减弱,减少了18.26%;壁面切应力减少2.01%。结论沙疗会使血液流动性效果显著,并提高股动脉血液的流动性,预防动脉内血小板的沉积;沙疗后二次回流速度流动现象明显减弱,避免血液中物质产生沉积,临床上对预防动脉粥样硬化、血栓等各种血管疾病有积极作用。  相似文献   

4.
有锥度角的主动脉弓血液脉动流数值分析   总被引:8,自引:0,他引:8  
目的 探求在正常生理脉动流条件下主动脉弓内血液流动速度和压力脉动分布,为动脉粥样硬化的成因和排除方法的研究提供理论依据。方法 运用计算流体力学方法和血流动力学的基本原理,对具有锥度角的主动脉弓内血液脉动流动进行数值模拟和可视化分析。结果 计算获得了具有锥度角的主动脉弓内血液流动在心动周期不同时刻的压力分布、速度分布、流线分布。结论 主脉弓内的血液脉动流流态表现复杂的原因是多方面的,而其中最为重要的原因就是主动脉弓的锥度角和曲率。  相似文献   

5.
目的在考虑血管壁弹性条件下,分析颈内动脉血液流动和壁面切应力的分布特性,探讨动脉瘤破裂的生物力学因素。方法依据二维医学扫描图像构建三维个性化颈内动脉瘤模型。依据人体生理统计数据构建出血管壁模型。根据人体颈内动脉生理流动条件,利用有限体积法和有限元法模拟分析流固耦合作用下颈内动脉瘤中的血流动力学。结果在动脉瘤腔中有一个明显的涡旋存在,此涡旋流动的方向在心动周期内没有改变;在动脉瘤颈和动脉瘤壁面处存在一个壁面切应力值相对较大区域;在动脉瘤颈和动脉瘤顶有两个区域的Von Mises应力处于局部最大值。从材料强度角度考虑,这几个区域都是动脉瘤容易破裂的地方。结论通过流固耦合计算可以获得血管壁面应力分布特性,进而推断动脉瘤破裂的可能位置。  相似文献   

6.
分析人体上呼吸道内流固耦合现象,深入认识上呼吸道内气流运动特性,对于研究气溶胶在人体上呼吸道内的扩散、转捩及沉积模式具有重要作用。运用流固耦合力学数值仿真方法,在呼吸流量为30 L/min的状态下,对人体上呼吸道内稳态气流运动特性进行数值模拟,系统分析流固耦合作用下上呼吸道壁面的形变特点、壁面剪切应力分布以及呼吸道内的气流运动特点。结果表明:在低强度稳态呼吸模式下,人体上呼吸道整体向后运动,三级支气管位移最大为4.99 mm,气管前壁面受到拉伸,后壁面受到压缩;口喉模型中受到的壁面剪应力较大,最大处可达30.34 Pa,气管支气管受到的壁面剪切应力较小;气流速度在声门处达到最大值7.85 m/s,在咽部外壁、气管外壁发生分离现象,气流在气管内壁形成局部高速区,支气管内气流在分叉处分离,靠近支气管内壁速度较高。  相似文献   

7.
人体主动脉弓内三维血流动力学数值分析   总被引:1,自引:0,他引:1  
目的阐明基于核磁共振数据进行数值建模的关键技术,利用计算流体动力学方法对人体主动脉弓内的血液流场进行了三维数值模拟。方法通过对临床核磁共振成像进行图像处理完成主动脉弓及分支血管的三维数字化重构,结合相关脉动血流量,模拟主动脉弓在心动周期不同时刻的血液流动细节。结果计算得到了人体主动脉弓内的血液流动在心动周期不同时刻的速度场、压力、壁面剪切应力的分布特征。结论基于核磁共振数据进行数值建模的关键技术有利于生物流体力学研究的深入开展,对主动脉弓进行血液流场的数值模拟有利于临床动脉粥样硬化、主动脉夹层的诊断和治疗。  相似文献   

8.
目的构建个体化的流固耦合模型,计算分析不同血液特性对动脉瘤腔内血液动力学的影响,进一步探讨对脑动脉瘤破裂的影响。方法首先采集3D数字剪影图像构建动脉瘤模型,通过流体动力学计算方法分析在相同边界条件下,不同血流特性对颈动脉瘤动力学参数的影响。最后对简化颈动脉瘤实验模型进行粒子图像测试(particle image velocimetry,PIV)实验,以验证血流计算方法的可靠性。结果不同血流特性的流固耦合模型,在1个心动周期内,在相同时刻,瘤腔内的低速区域面积、瘤腔流线分布、壁面剪切力(wall shear stress,WSS)及动脉瘤壁面变形有较大的差异。通过PIV实验发现,在瘤腔内涡流位置随速度变化而变化,与模拟分析结果流动趋势相一致。结论两种血液特性差异较小,但非牛顿流体更加接近血液真实状态,数值结果将更接近真实流动状态。  相似文献   

9.
非线性脉搏波在主动脉弓及任意弯曲动脉内传播的问题是生物流体力学中尚未很好地研究解决的重大课题之一。作为研究非线性脉搏波在弯曲动脉血管内传播问题的第一步,我们对主动脉弓内的非线性脉动流进行了计算机模拟。在本研究中做如下基本假设:将主动脉弓模拟为等圆截面的圆环形刚性管;血液为不可压缩牛顿流体;主动脉弓内的血液流动为发展中的层流,且在下游远处(出口处)变为充分发展的流动。我们利用SIMPLE方法对狗主动脉弓内的生理脉动流进行了数值模拟,得到了主动脉弓内的速度场和压力场的全部数值解。数值计算结果表明,血液…  相似文献   

10.
采用本实验室自行设计和研制的 Flow Cham ber血液流动剪切装置 ,从细胞生物力学的角度 ,采用寡聚核苷酸微阵列技术 ,探讨人体脐动脉平滑肌细胞 (VSMC)在脉动流剪应力作用下的基因差异性表达 ,以及相关基因表达的调控 ;比较脉动流和定常流两种剪应力作用下 VSMC基因表达的差异。通过提取细胞总 RNA ,逆转录合成单链 c DNA,双链 c DNA,体外转录合成生物素标记的 c DNA与基因进行芯片杂交 ,经抗体的检测标记荧光染料Cy3,用基因芯片扫描仪进行基因芯片的图像扫描。结果发现 ,与对照组比较 ,经脉动流剪应力作用后 ,血管平滑肌细胞有 1330个基因出现差异表达 ;经定常流剪应力作用后 ,与对照组比较 ,有 2 6 76个基因出现差异表达 ;比较定常流和脉动流两组的血管平滑肌细胞基因 ,有 2 2 97个基因存在表达差异。实验表明 ,近生理状态的脉动流与定常流两种剪应力 ,对体外培养的人体血管平滑肌细胞的基因表达 ,在数量、范围和调控水平上有着很大的差异。提示在生理或病理情况下 ,血液流体力学的变化 ,可诱导血管平滑肌细胞基因在 m RNA表达水平出现不同的应力响应。  相似文献   

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