局部狭窄动脉流变特性的流固耦合分析

发布时间：2021-04-12 15:29

　　本文基于动脉管壁动力响应与血液流动的完全耦合特性,建立分层动脉模型,引入血液在体测量速度和压力,讨论了动脉局部狭窄和管壁各向异性程度对动脉血流流动特性和动脉管壁内应力分布的影响。论文主要结论如下：（1）局部狭窄的存在使得动脉内血流动力学特性发生异常,狭窄喉咙附近血流流速与压强发生突变,狭窄区与远心非狭窄区出现漩涡。（2）当动脉发生局部狭窄时,壁面切应力在狭窄喉咙处达到峰值,狭窄区下游出现振荡性的低切应力区域。随着动脉狭窄率的增大,切应力峰值也急剧增大,其对狭窄率的变化也越来越敏感。Von Mises应力在非对称狭窄动脉狭窄一侧狭窄喉咙处达到峰值,但其在非狭窄一侧却是降低的。另外,狭窄喉咙前后部层间切应力变化幅度较大,切应力方向也交替变化,该处容易发生各层轴向撕裂。值得注意的是,狭窄的非对称性会加剧应力变化幅度,尤其是非对称狭窄动脉狭窄一侧应力峰值增大幅度较对称狭窄更为剧烈。（3）动脉径向弹性模量的增大对动脉管壁内应力的分布会产生明显的影响。当径向弹性模量增大时,管壁最大Von Mises应力值,各层径向Von Mises应力跳跃幅度,切应力σrz变化幅度,内膜与中膜接触面上的切应力σr... 

【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：56 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图2.1分屋动脉管壁示意图

D是动脉狭窄区的内径，A)是动脉非狭窄区的内径。为了便于分析，如图2.2所示，狭窄动脉模型被划分为4个区，即近心非狭窄K (R1)、近心狭窄区（R2)、远心狭窄区（R3)和远心非狭窄区（R4)。另外，在动脉上选取了 4个截面，即近心非狭窄区截面（S1)、狭窄喉晚（S2)、远心狭窄区与远心非狭窄区界面（S3)和远心非狭窄区截面（S4)。7

在本文的流固稱合分析中，使用动脉在体测量的入口速度和出口压力条件会使得计算结果更为精确。如图2.3所示，采用在体测量的动脉血液入口速度和出口压力作为流体域边界条件[7]。入口速度峰值发生在0.4s,出口压力峰值发生在0.5s。最大雷诺数定义为：Re?^=>q/wIV>"=3218。0.5 "1 -1200.4- 八/ A \ -”。一?。丄 i \、. ^E / .* \ \ -100 Ei。.2- / / \ ,、''、、、 18 / / \ 、 -90 ^I 0-1- / ? \ 、、、、、-.. $。。?—/ Vy^r-0.1 1 I I 1 I I I ‘0.0 0,2 0.4 0,6 0.8 1.0f(s>图2. 3动脉血液在体测M的入口速度和出口压力条件Fig.2.3 In-vivo recorded waveforms of pulsatile inlet mean velocity and outlet pressure9

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3133539