入口流动条件下的血管壁运动公式及其应用

本文提出了入口流动条件下的粘弹性血管壁运动的位移公式。在此基础上，进一步推导出定常、非定常、入口流动、形成流动等不同流动时态和形态下管壁位移公式的表达式，并讨论了把这些公式应用于弹性管、刚性管入口流动情况下公式的相应蜕化形式。     

锥度角对非定常的动脉血流的压力分布的影响

应用Navier-Stokes方程和质量连续原理对具有锥度角的动脉血管中非定常状态下的血液发展流动建立了一组数学模型，采用贝塞尔函数方法进行了解析求解，获得了非定常状态下的动脉血液发展流动的速度分布和压力分布公式。并与定常状态下动脉血管中的血液发展流动做了比较。结果表明，非定常状态下动脉血液发展流动的压力分布和定常状态下的动脉血管中的血液发展流动的压力分布差别很大。     

血液流动状态下锥形血管的弹性变形分析

考虑动脉锥形血管为弹性血管,应用流固耦合方法研究锥形血管在人体血液脉动流动状态下变形问题。在运用血液流动连续性方程、血液运动方程、血管壁运动方程和给定的血压波形函数的基础上,根据流固边界耦合条件建立血管壁变形与应力的关系,揭示血管相应参数变化对血管弹性变形的影响:(1)当血管弹性模量增大到一定程度时,血管壁弹性变形将会很小,失去弹性,导致动脉硬化的发生;(2)当血管壁的厚度增大时,血管壁变形与应力就会增大,如果此时血管某处变薄,则会导致血管破裂;(3)当血压越高时,血管壁变形与应力越大,血压增大到一定程度,会导致脑出血等疾病;(4)当血管半径越大时,血管壁变形与应力会变大,且变化幅度很大。反之,血管壁变形与应力会变小,但变化幅度不明显。通过分析锥形血管弹性变形,为医学工作者研究动脉硬化和脑出血等疾病发病机理提供理论参考。     

血管粘弹性对法推拿作用下血管切应力的影响

目的研究血管粘弹性对脉动血流在(扌衮)法推拿作用下切应力的影响.方法建立具有局部轴向运动狭窄的粘弹性血管中脉动血流模型.设血液为牛顿流体,血管壁为线性粘弹体.在(扌衮)法推拿作用下血管受水平外力作用形成轴向运动缓变狭窄,血流遵循线化Navier-stokes方程.结果粘弹性血管在(扌衮)法作用下,距离血管入口z=31 cm处的平均切应力、最大切应力和瞬时切应力以及最大狭窄下游血管段最大切应力随着血管粘性系数和手法频率的改变而有较大变化.结论(扌衮)法推拿作用下粘弹性血管的血管切应力有显著变化,这与中医推拿的活血化淤相吻合.     

血管发展流动问题的研究进展

综述了血管发展流动问题的发展及其研究现状，指出粘弹性血管的发展流动问题是目前血流动问题中的沿课题，提出了从血液流动，血管运动、血液－血管壁耦合运动三个方面进行综研究的方法。     

锁骨下动脉、颈总动脉和椎动脉分叉处血流动力学数值模拟

目的:探讨锁骨下动脉、颈总动脉和椎动脉分叉处的血流动力学特性,分析该处发生血管狭窄引起大脑供血不足的 血流动力学原因。方法:采用内蒙古民族大学附属医院神经内科提供的CT数据,应用医学建模软件MIMICS20.0将患者 二维CT数据进行三维血管重建,经过网格划分及边界条件设置后导入计算流体力学软件FLUENT14.5中。计算和分析 不同血液入口速度的锁骨下动脉、颈总动脉和椎动脉分叉处的血流动力学特性。结果:在血液入口速度不同的情况下,锁 骨下动脉、颈总动脉和椎动脉分叉处的血液流场分布、血液压力分布和血管壁面切应力分布有显著变化。在血液入口速 度增大时,锁骨下动脉分叉处和颈总动脉分叉处的血液流速快、血管壁压力大,颈总动脉内侧血管壁面切应力大,但锁骨 下动脉分叉处和颈总动脉分叉处血管壁面切应力数值和变化幅度小,属于低切应力区。结论:通过血流动力学数值模拟 研究,分析锁骨下动脉、颈总动脉和椎动脉分叉处易发生粥样斑块病变导致大脑供血不足的血流动力学原因。     

黏弹性血管脉动血流在(扌兖)法推拿作用下的切应力分析

建立具有局部轴向运动狭窄的黏弹性血管中脉动血流模型,模拟研究中医(扌兖)法推拿的血液动力学机理.设血液为牛顿流体,血管壁为线性黏弹体.在(扌兖)法推拿作用下血管受水平外力作用形成轴向运动缓变狭窄,血流遵循线化Navier-stokes方程.数值计算结果显示:黏弹性血管在(扌兖)法作用下,运动狭窄后部血管段最大切应力以及距离血管入口31 cm处的平均切应力、最大切应力以及瞬时切应力随着黏性系数和手法频率的改变而有较大变化,并且有明显的相位移动.     

动脉锥度角对非定常血流速度分布的影响

从动脉血管具有1°左右的锥度角的实际情况出发,应用Navier-Stokes方程和质量连续原理对非定常状态下动脉中血液流动的锥度角效应问题建立了一组数学模型,继而采用贝塞尔函数方法进行了解析求解,获得了非定常状态下的动脉血液发展流动的速度分布公式.和无锥度角的动脉血管中的血液发展流动做了比较.得出了一些颇为新颖而重要的结论.     

血管粘弹性对（扌衮）法推拿作用下血管切应力的影响

目的 研究血管粘弹性对脉动血流在（扌衮）法推拿作用下切应力的影响。方法 建立具有局部轴向运动狭窄的粘弹性血管中脉动血流模型。设血液为牛顿流体，血管壁为线性粘弹体。在（扌衮）法推拿作用下血管受水平外力作用形成轴向运动缓变狭窄，血流遵循线化Navier-stokes方程。结果 粘弹性血管在（扌衮）法作用下，距离血管入口z=31cm处的平均切应力、最大切应力和瞬时切应力以及最大狭窄下游血管段最大切应力随着血管粘性系数和手法频率的改变而有较大变化。结论 （扌衮）法推拿作用下粘弹性血管的血管切应力有显著变化，这与中医推拿的活血化淤相吻合。     

基于CT成像的冠状动脉流固耦合分析

目的基于冠状动脉血管弹性特征,研究冠状动脉管壁及其内部血液流动的各力学参数的变化规律。方法根据健康人体冠状动脉造影的CT图像,用Mimics软件三维重建冠状动脉多分支结构;利用有限元方法,构建多分支血管计算模型。在假设血管壁为线弹性材料,血液流动为不可压缩牛顿流体瞬态流动条件下,进行血液及管壁的流固耦合分析,分析各参数的变化规律。结果冠状动脉内血液的流速在心脏舒张期达到最大;在冠状动脉弯曲及分叉处,流速会出现低速区,血管壁出现较大变形及等效应力。结论在进行冠状动脉粥样硬化形成机理的研究中,应考虑血管变形的影响。     

Fluid Dynamic Analysis in a Human Left Anterior Descending Coronary Artery with Arterial Motion

A computational fluid dynamic (CFD) analysis is presented to describe local flow dynamics in both 3-D spatial and 4-D spatial and temporal domains from reconstructions of intravascular ultrasound (IVUS) and bi-plane angiographic fusion images. A left anterior descending (LAD) coronary artery segment geometry was accurately reconstructed and subsequently its motion was incorporated into the CFD model. The results indicate that the incorporation of motion had appreciable effects on blood flow patterns. The velocity profiles in the region of a stenosis and the circumferential distribution of the axial wall shear stress (WSS) patterns in the vessel are altered with the wall motion introduced in the simulation. The time-averaged axial WSS between simulations of steady flow and unsteady flow without arterial motion were comparable (–0.3 to 13.7 Pa in unsteady flow versus –0.2 to 10.1 Pa in steady flow) while the magnitudes decreased when motion was introduced (0.3–4.5 Pa). The arterial wall motion affects the time-mean WSS and the oscillatory shear index in the coronary vessel fluid dynamics and may provide more realistic predictions on the progression of atherosclerotic disease.     

Effects of pulsatile blood flow in large vessels on thermal dose distribution during thermal therapy

The aim of this study is to evaluate the effect of pulsatile blood flow in thermally significant blood vessels on the thermal lesion region during thermal therapy of tumor. A sinusoidally pulsatile velocity profile for blood flow was employed to simulate the cyclic effect of the heart beat on the blood flow. The evolution of temperature field was governed by the energy transport equation for blood flow together with Pennes' bioheat equation for perfused tissue encircling the blood vessel. The governing equations were numerically solved by a novel multi-block Chebyshev pseudospectral method and the accumulated thermal dose in tissue was computed. Numerical results show that pulsatile velocity profile, with various combinations of pulsatile amplitude and frequency, has little difference in effect on the thermal lesion region of tissue compared with uniform or parabolic velocity profile. However, some minor differences on the thermal lesion region of blood vessel is observed for middle-sized blood vessel. This consequence suggests that, in this kind of problem, we may as well do the simulation simply by a steady uniform velocity profile for blood flow.     

红细胞非惯性升力对血液流动的影响

目的 为准确模拟血流,研究红细胞变形性对血液流动的影响。方法 基于血液流变特性和红细胞力学特性分析,对现有血液两相流流动模型进行改进,改进模型中考虑了易变形红细胞受剪切流场或血管壁面作用而产生的非惯性升力的影响。利用改进模型对多个不同直径血管内的血液流动进行模拟。结果 由红细胞所受非惯性升力导致的径向运动对血管内红细胞体积分数、运动速度分布有明显影响;当血管直径为0.1~3.0 mm时,用改进模型得到的血液相对黏度的模拟值与测量值接近。结论 非惯性升力是血流呈现Fahraeus-Lindqvist效应的主要原因之一。考虑非惯性升力的改进模型可以准确模拟血液流动,为循环系统诊疗机制和细胞分选等过程的模拟提供更为准确的方法。     

弯曲圆管入口段定常流动的三维数值模拟

目的 研究定常流动条件下弯曲圆管入口段内的流动情况。方法 用有限体积法对弯曲圆管入口段定常流动作三维数值模拟。结果 分别计算了管内流线、截面等速度线、沿对称面直径的速度剖面和壁面切应力分布等。沿对称面直径的速度剖面计算值与实验结果吻合很好。结论 弯管的外侧壁是高切应力区，内侧壁是低切应力区，证实内侧壁是动脉粥样斑块的高发区。     

红细胞非惯性升力对血液流动的影响

目的 为准确模拟血流,研究红细胞变形性对血液流动的影响。方法 基于血液流变特性和红细胞力学特性分析,对现有血液两相流流动模型进行改进,改进模型中考虑了易变形红细胞受剪切流场或血管壁面作用而产生的非惯性升力的影响。利用改进模型对多个不同直径血管内的血液流动进行模拟。结果 由红细胞所受非惯性升力导致的径向运动对血管内红细胞体积分数、运动速度分布有明显影响;当血管直径为0.1~3.0 mm时,用改进模型得到的血液相对黏度的模拟值与测量值接近。结论 非惯性升力是血流呈现Fahraeus-Lindqvist效应的主要原因之一。考虑非惯性升力的改进模型可以准确模拟血液流动,为循环系统诊疗机制和细胞分选等过程的模拟提供更为准确的方法。     

红细胞非惯性升力对血液流动的影响

目的为准确模拟血流,研究红细胞变形性对血液流动的影响。方法基于血液流变特性和红细胞力学特性分析,对现有血液两相流流动模型进行改进,改进模型中考虑了易变形红细胞受剪切流场或血管壁面作用而产生的非惯性升力的影响。利用改进模型对多个不同直径血管内的血液流动进行模拟。结果由红细胞所受非惯性升力导致的径向运动对血管内红细胞体积分数、运动速度分布有明显影响;当血管直径为0.1~3.0 mm时,用改进模型得到的血液相对黏度的模拟值与测量值接近。结论非惯性升力是血流呈现Fahraeus-Lindqvist效应的主要原因之一。考虑非惯性升力的改进模型可以准确模拟血液流动,为循环系统诊疗机制和细胞分选等过程的模拟提供更为准确的方法。     

血管周肾上腺素能神经密度与管壁组成成分的关系

本文应用组织化学技术和电镜方法对家兔、豚鼠和大鼠血管周的肾上腺素能神经密度与管壁组成成分的关系进行了观察。实验结果证明,血管周神经分布于外膜层,中膜内未见有神经分布,肌性动脉(以肠系膜动脉为代表)较弹性动脉(以颈总动脉为代表)的血管周神经密度和含膨体数都较高。神经肌肉间隔近(0.05—3微米),最近者神经与肌肉间除基板外无其它组织成分。弹性动脉神经肌肉间隔较远(1—12微米),神经肌肉间隔以外弹力膜、成纤维细胞和板层状的结缔组织。股动脉和肾动脉周的神经分布特点介于上二者之间。静脉较相应动脉神经分布稀疏。但也存在部位的特殊性和种属差异性。如脐动脉虽属肌性动脉,但动脉周并无神经分布,豚鼠肾动脉周的神经密度远较兔及大鼠稀疏。作者认为血管周的神经密度与血管壁中平滑肌的含量有关。本文并对肌性动脉周神经分布致密的原因,不同类型动脉的神经分布特点与生理功能的关系进行了讨论。     

Numerical Validation of MR-Measurement-Integrated Simulation of Blood Flow in a Cerebral Aneurysm

This study proposes magnetic resonance (MR)-measurement-integrated (MR-MI) simulation, in which the difference between the computed velocity field and the phase-contrast MRI measurement data is fed back to the numerical simulation. The computational accuracy and the fundamental characteristics, such as steady characteristics and transient characteristics, of the MR-MI simulation were investigated by a numerical experiment. We dealt with reproduction of three-dimensional steady and unsteady blood flow fields in a realistic cerebral aneurysm developed at a bifurcation. The MR-MI simulation reduced the error derived from the incorrect boundary conditions in the blood flow in the cerebral aneurysm. For the reproduction of steady and unsteady standard solutions, the error of velocity decreased to 13% and to 22% in one cardiac cycle, respectively, compared with the ordinary simulation without feedback. Moreover, the application of feedback shortened the computational convergence, and thus the convergent solution and periodic solution were obtained within less computational time in the MR-MI simulation than that in the ordinary simulation. The dividing flow ratio toward the two outlets after bifurcation was well estimated owing to the improvement of computational accuracy. Furthermore, the MR-MI simulation yielded wall shear stress distribution on the cerebral aneurysm of the standard solution accurately and in detail.     

动脉血栓形成过程的血流动力学有限元分析

目的：研究动脉粥样硬化或血栓形成过程中血流动力学改变,为临床治疗提供理论指导。方法：采用ＡＮＳＹＳ Ｖ５．４有限元分析软件模拟血管建模并通过有限元分析方法观察了该模型因动脉粥样硬化斑或血栓形成所致血管逐步狭窄后血流状态的改变。同时观察了血液粘度逐步下降过程对血流状态的影响。结果：正常情况下,动脉血管内血流形式为层流,每层间血流速度不同,中心处血流速度最快,越向管壁处血流速度越慢。在血管狭窄部位则主要为高速层流,且该高速层流区流速随狭窄加重而回加快,缩窄区两端出现血液瘀滞区。血液粘度下降,高速层流区向远心端移动,缩窄区两端血液瘀滞区发生改变。结论：实验提示,临床上通过持续扩张血管的治疗有可能性改善动脉粥样硬化的治疗效果,有必要进一步研究血液粘度在该病治疗中的意义。