当前位置:主页 > 科技论文 > 数学论文 >

利用非均匀格子Boltzmann方法研究支架对颅内动脉瘤血流动力学的影响

发布时间:2018-01-27 17:35

  本文关键词: 颅内动脉瘤 非均匀格子Boltzmann方法 支架 非均匀网格 血流动力学模拟 出处:《华中科技大学》2015年硕士论文 论文类型:学位论文


【摘要】:颅内动脉瘤是危害人类身体健康的疾病之一,虽然目前还不清楚具体的致病原因,但血液动力学机制被认为是颅内动脉瘤形成、发展乃至破裂的主要因素,受到国内外学者的广泛关注。在临床治疗方面,植入支架的介入疗法取得了良好的治疗效果,相较于传统的手术方法具有风险小的特点。格子Boltzmann方法(LBM)是近年来迅速发展的一种流体系统建模和模拟的新方法,是介于流体的微观分子动力学模型和宏观连续模型之间的介观模型,兼具二者的优点。将LB方法与血流问题结合已被证实是一种有效的方法,但是对于支架具体形态、旋转、位置等特性没有深入的讨论,且对于支架的研究不够精准。非均匀格子Boltzmann方法是将格子Boltzmann方法与非均匀网格方法进行结合,同时可以准确捕捉变化剧烈区域的流场信息,因此可以兼顾计算精度和效率。首先本文对二维动脉瘤模型进行模拟探讨,在二维情形中侧重血流动力学机制方面的探讨。其中包括探讨不同旋转角度的支架的作用差异,利用三角形的支架进行研究;探讨不同截面支架的作用效果,分析了三角形、圆形、正方形、长方形、梯形的不同作用效果,并给出最优的支架截面;探讨了支架的放置位置,提出一种基于贪婪规则的支架放置方法。其次对三维情形下植入支架的颅内动脉瘤的血流情况进行模拟,主要侧重探讨具体动脉瘤模型下血流动力学信息的变化和支架的作用效果,展现动脉瘤内部的血液流动的真实情形。本文采用基于CUDA的图形处理单元GPU,有效结合格子Boltzmann的并行性,从而提高计算效率。本文的数值模拟结果在临床治疗上有一定的参考价值,为具体支架的设计提供指导。
[Abstract]:Intracranial aneurysm is one of the diseases harmful to human health. Although the specific causes of intracranial aneurysm are still unknown, the hemodynamic mechanism is considered to be the main factor for the formation, development and even rupture of intracranial aneurysm. The interventional therapy of stent implantation has achieved good results in clinical treatment. The lattice Boltzmann method is a new method for modeling and simulation of fluid systems which has been developed rapidly in recent years. It is a mesoscopic model between the micro molecular dynamics model of fluid and the macroscopic continuous model, which has the advantages of both. The combination of LB method and blood flow problem has been proved to be an effective method. However, the specific shape, rotation, position and other characteristics of the scaffold are not discussed in depth. The non-uniform lattice Boltzmann method combines the lattice Boltzmann method with the non-uniform grid method. At the same time, it can accurately capture the information of the fluid field in the highly changing region, so it can give consideration to the accuracy and efficiency of the calculation. Firstly, the two-dimensional aneurysm model is simulated and discussed in this paper. In the two-dimensional case, the hemodynamic mechanism is discussed, which includes the study of the different role of the stent with different rotation angles, and the use of triangular scaffold. The different effects of triangle, circle, square, rectangle and trapezoid are analyzed, and the optimum section of the bracket is given. In this paper, the placement of stents is discussed, and a method of stent placement based on greedy rule is proposed. Secondly, the blood flow of intracranial aneurysms implanted with stents is simulated. The changes of hemodynamic information and the effect of stents on the specific aneurysm models were mainly discussed. To show the true situation of blood flow inside the aneurysm, this paper uses GPU, a graphics processing unit based on CUDA, to effectively combine the parallelism of lattice Boltzmann. In order to improve the computational efficiency, the numerical simulation results in this paper have some reference value in clinical treatment, and provide guidance for the design of specific scaffolds.
【学位授予单位】:华中科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:O175

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 梁功有;曾忠;姚丽萍;张良奇;邱周华;梅欢;;二维方腔内热表面张力流的格子Boltzmann方法模拟[J];重庆大学学报;2012年09期

2 阎广武,邵显,,胡守信;用格子Boltzmann方法研究波及其粘性实验[J];吉林大学自然科学学报;1996年04期

3 任晟;张家忠;张亚;苗卫丁;;零质量射流激励下诱发液体相变及其格子Boltzmann方法模拟[J];物理学报;2014年02期

4 吕晓阳,李华兵;用格子Boltzmann方法模拟高雷诺数下的热空腔黏性流[J];物理学报;2001年03期

5 许鹤林;马建敏;;利用格子Boltzmann方法数值模拟Rayleigh-Benard对流[J];力学季刊;2010年02期

6 张立换;康秀英;吉驭嫔;;格子Boltzmann方法模拟二维轴对称狭窄血管内的脉动流[J];北京师范大学学报(自然科学版);2010年02期

7 龚帅;郭照立;;流向振荡圆柱绕流的格子Boltzmann方法模拟[J];力学学报;2011年01期

8 H·内玛蒂;M·法哈第;K·赛迪戈亥;M·M·皮柔兹;N·N·阿巴塔瑞;黄雅意;;前后排列旋转圆柱体对流热交换的格子Boltzmann方法解[J];应用数学和力学;2012年04期

9 何云,李华兵,陈若航,刘慕仁,孔令江;Couette流和空腔粘性流的格子Boltzmann方法模拟[J];计算物理;2000年Z1期

10 解建飞;钟诚文;张勇;尹大川;;基于热格子Boltzmann方法的自然对流数值模拟[J];力学学报;2009年05期

相关会议论文 前7条

1 梁功有;曾忠;张永祥;张良奇;姚丽萍;邱周华;;封闭方腔内自然对流的格子Boltzmann方法模拟[A];重庆力学学会2009年学术年会论文集[C];2009年

2 邓义求;唐政;董宇红;;基于格子Boltzmann方法对气动声学的应用研究[A];中国力学大会——2013论文摘要集[C];2013年

3 唐政;邓义求;董宇红;;基于格子Boltzmann方法对多孔介质壁湍流减阻减噪机理的研究[A];中国力学大会——2013论文摘要集[C];2013年

4 邓林;张云;解孝林;周华民;;共混高聚物剪切粘度的格子Boltzmann方法模拟[A];中国化学会第29届学术年会摘要集——第14分会:流变学[C];2014年

5 王星;谢华;;基于浸入边界-格子Boltzmann方法的仿生机器鱼的数值模拟[A];第十三届全国水动力学学术会议暨第二十六届全国水动力学研讨会论文集——C计算流体力学[C];2014年

6 戴传山;刘学章;;格子Boltzmann方法用于多孔介质与自由流体开口腔体内自然对流的数值模拟研究[A];中国地球物理学会第二十七届年会论文集[C];2011年

7 李学民;曹俊兴;王兴建;;利用格子Boltzmann方法模拟孔隙介质中的流体渗流[A];中国地球物理学会年刊2002——中国地球物理学会第十八届年会论文集[C];2002年

相关博士学位论文 前10条

1 梁宏;复杂微通道内多相流体流动的格子Boltzmann方法研究[D];华中科技大学;2015年

2 杨鑫;基于格子Boltzmann方法的椭球粒子在简单流体中的运动研究[D];中国科学技术大学;2016年

3 龚帅;亲疏水性对池沸腾传热影响的格子Boltzmann方法研究[D];上海交通大学;2015年

4 任俊杰;基于格子Boltzmann方法的页岩气微观流动机理研究[D];西南石油大学;2015年

5 谭玲燕;用格子Boltzmann方法模拟圆柱的搅动流动及减阻[D];吉林大学;2011年

6 柴振华;基于格子Boltzmann方法的非线性渗流研究[D];华中科技大学;2009年

7 丁丽霞;用于模拟粘性流体流动的格子Boltzmann方法[D];吉林大学;2009年

8 张婷;多孔介质内多组分非均相反应流的格子Boltzmann方法研究[D];华中科技大学;2012年

9 鲁建华;基于格子Boltzmann方法的多孔介质内流动与传热的微观模拟[D];华中科技大学;2009年

10 张文欢;基于格子Boltzmann方法的撞击流流动不稳定性的数值研究[D];华中科技大学;2013年

相关硕士学位论文 前10条

1 兰中周;一类非线性偏微分方程的格子Boltzmann方法[D];东华理工大学;2014年

2 李冬杰;基于格子Boltzmann方法的颅内动脉瘤直血管和弯曲血管三维数值研究[D];华中科技大学;2014年

3 年玉泽;基于Boltzmann方法的植被发育斜坡土体大孔隙渗流研究[D];昆明理工大学;2016年

4 姜继鼎;基于格子Boltzmann方法的活性粒子布朗运动的数值模拟研究[D];西安建筑科技大学;2016年

5 史文秋;基于格子Boltzmann方法的细微通道内脉冲加热下沸腾相变的研究[D];华北电力大学(北京);2016年

6 李蓉;基于晶格Boltzmann方法的三维旋转流体中二次流研究[D];广西师范大学;2016年

7 王特;求解含跳系数的单温辐射扩散方程的格子Boltzmann方法[D];湘潭大学;2016年

8 杨超;基于格子Boltzmann方法的微尺度气体流动模拟[D];东北大学;2013年

9 孙烁然;利用非均匀格子Boltzmann方法研究支架对颅内动脉瘤血流动力学的影响[D];华中科技大学;2015年

10 许超敏;用格子Boltzmann方法模拟热流动[D];吉林大学;2010年



本文编号:1469016

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/yysx/1469016.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户ff62e***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com