基于CFD的眼球内房水流动数值分析

发布时间：2017-04-15 07:10

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【摘要】：目前白内障是一种发病率较高的致盲性眼内疾病之一。在众多的治疗方法中,白内障超声乳化手术联合人工晶体植入术受到了广大患者的青睐。已经成为治疗白内障的主要途径。目前大部分手术可以在一定程度上较好的恢复患者的视力,但是个别手术仍然存在手术过程中或是手术后的并发症,强烈影响着患者视力的恢复,因此对眼内房水流动机理的分析对眼科学的发展具有重要意义。 本文首先应用Fluent软件,建立三维自然对流水动力刚体模型,探究了眼内微流体的运动。以眼球前房和后房即房水主要流动区域作为研究模型,求解眼球内部由于房水流动产生的压力差和温度场,分析了眼角膜温度、房水分泌流量和虹膜至晶状体的最小距离对眼内压差的影响。计算了虹膜至人工晶体不同间距下的白内障术后模型前后房眼内压的差值,通过和术前对比,分析了白内障术后并发症的水动力因素。 在刚性模型的基础上,本论文又把虹膜作为弹性体做了进一步的研究。借助了Ansys软件中的流体和固体耦合作用的方法,将单向流固耦合分析和双向流固耦合分析相结合。分别给出了房水流体的压力场、速度场轮廓图和矢量图。为了验证模型的正确性,在模型尺寸和网格不改变的前提下又建立了不考虑流固耦合的刚体模型。选取了此时单个点的力学性质和考虑弹性体时的计算结果进行对比分析。在正常眼球模型计算结果得到验证后,建立白内障手术后的眼球模型,将手术前和手术后弹性模型流体的压力场、速度场等进行对比研究,从而分析白内障术后眼内流体的循环特征。 本论文应用数值模拟的方法对眼内微流体进行研究,对引发白内障手术并发症的因素进行分析,为眼科学数值模拟研究提供了参考。
【关键词】：房水 白内障手术 晶状体 眼内压差
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：R779.6;O35
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-13
• 1.1 研究背景和意义8-9
• 1.2 白内障眼内房水流体力学国内外研究现状9-11
• 1.3 本文的工作11-13
• 2 CFD基本理论13-24
• 2.1 Fluent软件基本介绍13-15
• 2.2 Boussinesq近似法假定原理15-18
• 2.3 流固耦合基本理论及System Coupling模块介绍18-24
• 2.3.1 流固耦合基本理论18-19
• 2.3.2 System Coupling模块介绍19-24
• 3 眼球模型的建立24-31
• 3.1 三维刚性模型24-28
• 3.1.1 流体控制方程24-27
• 3.1.2 边界条件及初始条件27-28
• 3.2 弹性模型28-29
• 3.2.1 弹性模型控制方程28-29
• 3.2.2 弹性模型边界条件及初始条件29
• 3.3 本章小结29-31
• 4 基于刚性模型的房水流体力学数值分析31-42
• 4.1 模型尺寸及网格的划分31-32
• 4.2 Fluent求解器参数的设定及收敛性分析32-33
• 4.3 正常眼球模型压力场、流场和温度场的分布33-35
• 4.4 各个参数值对计算结果的影响35-37
• 4.5 白内障术后眼球压力场、流场和温度场的变化37-40
• 4.6 术后眼球重力方向改变房水流态分析40
• 4.7 本章小结40-42
• 5 基于弹性模型的眼球数值分析42-66
• 5.1 System coupling模型验证42-45
• 5.2 考虑流固耦合眼内房水数值分析45-55
• 5.2.1 模型尺寸及网格划分说明45-49
• 5.2.2 考虑单向流固耦合数值模拟分析49-51
• 5.2.3 考虑双向流固耦合数值模拟分析51-55
• 5.3 弹性模型与刚性模型的对比分析55-65
• 5.4 本章小结65-66
• 结论66-68
• 参考文献68-71
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况71-72
• 致谢72-73

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：307884