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1.
考虑流固耦合作用的主动脉弓血液流动分析   总被引:3,自引:0,他引:3  
流固耦合作用对血液的流动速度、回流速度和壁面剪应力有较大的影响。但迄今已有的研究工作较少考虑血液.血管相互作用和生理脉动作用的影响,可能难以真实地反映血液在主动脉弓中的流动情况。将升主动脉、主动脉弓和降主动脉联系起来,根据生理脉动流条件,利用有限元软件,分析流固耦合作用下主动脉弓中的血液流动问题。研究表明,流固耦合作用对血液流动速度、回流速度和壁面剪应力的变化趋势影响较小,对血液回流速度幅值、壁面剪应力幅值影响较大。结果表明:在心脏收缩与舒张转换期,主动脉内的血液向心室方向反流;考虑流固耦合作用总体上降低血液回流速度的幅值;在流固耦合作用下,壁面最大剪应力幅值比非流固耦合偏低约25%。  相似文献
2.
人工听骨不同接入方式对耳结构动力响应的影响   总被引:2,自引:0,他引:2       下载免费PDF全文
目的 研究人工听骨接入方式对听力恢复的影响。方法 通过CT扫描技术,结合自编C++程序读取CT数据中体单元建立人耳结构几何模型,将几何模型导入PATRAN中建立有限元数值模型。采用频率响应方法对耳结构模型进行流固耦合计算,同时分析人工听骨不同接入方式及接入位置对耳结构声音传导的影响。结果 通过对正常人耳的动力响应分析,得到数值模型中计算出的鼓膜凸与镫骨底板振幅与试验数据吻合,验证本文模型的正确性。结论接在鼓膜凸的位置其动力响应最好,镫骨振幅高于其他连接方式。即人工听骨接在鼓膜凸的位置比较吻合人耳的生理功能,其重建听力效果更好。  相似文献
3.
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
4.
目的 研究伴鼻腔结构异常的OSAHS患者经鼻腔结构矫正手术后,气道结构形态的改变对患者整个上气道流场分布以及软腭运动姿态的影响。方法 基于患者手术前后CT影像学数据,建立上气道及软腭三维有限元模型,采用流固耦合的方法模拟手术前后上气道流场特性及软腭的运动情况。结果 手术矫正了异常的鼻腔结构形态,鼻腔及整个上气道阻力明显下降。术后软腭的肥厚水肿明显缓解,其游离缘的运动幅度减小。软腭运动幅度随弹性模量的减小而增大。术后的模拟结果与文献报道的正常人实验与模拟结果接近。结论 鼻腔结构矫正手术改变了上气道结构,影响了气流流场的分布和软腭的运动姿态;不同病理生理状态下,软腭弹性模量的变化对其运动姿态有影响。  相似文献
5.
血流与动脉壁的流固耦合研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
动脉血管疾病与血流动力学之间存在密切的关系,研究动脉血管中血液的流动对于从力学角度解释和发现病因具有非常重要的意义。动脉血管流固耦合是血流动力学研究的热点和难点,在总结和分析研究现状的同时,指出了目前存在的问题,并在此基础上结合临床诊断和治疗的需要,提出今后研究中需要解决的问题以及相应的数值计算发展的方向。  相似文献
6.
气道狭窄已成为一种较为常见的呼吸系统疾病,临床上往往需要进行气道支架置入术以实现气道的快速扩张,缓解患者的呼吸困难.但支架置入后常会出现肉芽组织过度增生的现象,严重的会造成气道的再狭窄.基于"应力-生长"关系的理论,肉芽组织的过度增生可能与局部力学环境的改变相关,特别是支架对气道壁的应力刺激.为此,研究将针对镍钛合金网状气道支架置入术展开计算机数值模拟,以分析支架置入前后局部力学环境的改变.结果显示气道支架置入后,狭窄处壁面的局部应力环境发生了显著的改变,其壁面的扩张应力明显升高且应力集中的现象较为严重.我们认为显著改变的局部应力环境可能是造成气道肉芽组织过度增生的因素之一.  相似文献
7.
目的::建立脑室系统的三维有限元模型,对脑脊液进行流固耦合流体力学分析。方法:以正常受检者的颅脑 MR 图像为数据源,在 Mimics 14.0中建立包括整个脑室系统的三维数字化模型,再导入到 Ansys 13.0软件中进行有限元模型的建立,并模拟流固耦合条件下中脑导水管处脑脊液的流体力学变化。结果:得到了真实的脑室系统三维数字模型及正常中脑水管的有限元模型,进行有限元计算得出了一系列的可视化流体数据。结论:针对脑脊液物理特性的流固耦合研究更符合实际生理,为脑脊液循环计算流体力学研究提供了比较准确的模拟方法。  相似文献
8.
目的:应用流固耦合方法模拟分析血栓后髂动脉内的血流及管壁的应力情况,验证本文所用的流固耦合方法的有效性,并为进一步研究心脑血管疾病的机理提供技术条件和研究方法,为临床诊疗应用提供一定指导。方法:基于逆向工程三维重构技术。应用医学图像后处理软件对通过临床采集的增强CT二维图像数据进行处理,获得了基于人体生理解剖结构的血栓后髂动脉的血流区域三维模型,并以此为基础统一构建0.3mm厚度的弹性血管壁三维模型。应用通用有限元分析软件对血栓后髂动脉的血流及血管壁模型进行流固耦合模拟计算。结果:在对计算模型进行边界条件和初始条件有效设定的基础上,经过多次迭代耦合计算,获得研究对象在心动周期内不同时刻的血管壁形变、等效应力、壁面振荡切应力、血流速度矢量等相关血流动力学参数。结论:通过与他人研究结果的对比,验证了本文所用方法的有效性。并通过分析模拟结果.发现较大的等效应力、较小的壁面振荡切应力、缓慢的流速以及回流等复杂的血流及管壁应力情况容易使得血管狭窄处的内皮细胞受损严重、血小板加速聚集,进而加重血管栓塞,加剧血管的狭窄,为进一步研究心脑血管疾病的机理提供技术条件和研究方法。为临床诊疗应用提供一定指导。  相似文献
9.
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
10.
区别于传统圆形截面丝支架,本研究中提出新型的三角形截面丝支架。与相同孔隙率的传统支架进行对比研究,探讨新型支架治疗颅内动脉瘤的血流动力学有效性。分别建立植入圆形截面丝支架、三角形截面丝支架和不植入支架动脉瘤三维有限元模型;设置相同的边界条件,利用流固耦合数值模拟的方法对流动阻力、速度、压力、壁面切应力和网格变形等参数进行了计算和分析。研究发现,三角形截面支架的流动阻力值小于圆形截面支架,并且植入三角形截面支架后动脉瘤的速度、压力、网格变形等参数在数值上均大于植入圆形截面支架模型,壁面切应力的峰谷值也有所增加。三角形截面支架针对梭形动脉瘤的治疗效果并不如圆形截面支架。在临床应用时,应考虑各项因素,择优而定。真正的临床应用效果,还需要进一步的实验验证。  相似文献
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