動脈粥樣硬化斑塊可引起動脈管腔嚴(yán)重狹窄,血液流過大幅收窄的動脈可能會有不同的流量特性,并在斑塊表面和動脈壁產(chǎn)生不同的作用力。管腔內(nèi)的擾流和力場可能會對血管內(nèi)皮細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞和循環(huán)血細(xì)胞產(chǎn)生嚴(yán)重影響。同時,由于纖維帽的鈣化可能引起應(yīng)力集中導(dǎo)致破裂。本文主要針對狹窄動脈血流動力學(xué)參數(shù)和鈣化纖維帽力學(xué)性能展開研究。通常缺乏實驗驗證的數(shù)值模擬算算往往是沒有說服力的,但是該領(lǐng)域既無法實現(xiàn)病變血管的在線測量,同時也缺乏實驗研究。因此,本文將利用光纖光柵傳感特性來設(shè)計實驗,通過該實驗和數(shù)值模擬對本文的算法進(jìn)行驗證,利用經(jīng)過驗證的算法對本文的研究內(nèi)容展開研究。對于血流動力學(xué)參數(shù)研究,本文采用一個簡化模型模擬一個非牛頓脈動血液流過由動脈粥樣硬化引起的、不同狹窄程度的動脈血管。結(jié)合目前大量研究都是基于單斑塊狹窄動脈研究的現(xiàn)狀和大量的伴生斑塊病變血管在臨床中被發(fā)現(xiàn)這個實際情況,本文將系統(tǒng)的研究含有伴生斑塊的病變血管。通過改變伴生斑塊之間間距、前斑塊高度、前斑塊空間位置,對后斑塊上流體壁面剪切應(yīng)力和梯度、流體壁面正應(yīng)力和剪切速率的影響進(jìn)行研究。由這個理想模型獲得的計算結(jié)果可以揭示更為復(fù)雜的動脈狹窄血流特征,... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

斑塊的發(fā)展過程

d /ds計算，其中 s 是沿血管壁的弧長。耦合分析算不同于固體計算，流體計算有一個特點就是在歐拉節(jié)點和計算區(qū)域保持相對固定，因此在運用 CFD 計要通過特殊的方法（動網(wǎng)格法）來解決這一問題。 動網(wǎng)格法：對于固體結(jié)構(gòu)而言，在結(jié)構(gòu)計算過程中，之一就是網(wǎng)格節(jié)點的位移，可以直接將幾何模型邊界直接輸入。同時因為結(jié)構(gòu)數(shù)值模擬是基于拉格朗日坐點都是可以運動的，所以網(wǎng)格節(jié)點運動都是正常的。耦合分析中，由于血管壁為自由邊界，因此需要考慮 壁 變 形 引 起 的 流 場 變 形 ， 對 于 流 場 部 分Remeshing 的方法對流場網(wǎng)格更新，并且將血液和血為 System Coupling。

Transient Structural 模塊，該算法基于分區(qū)的耦合算法，即分別對固體和流體進(jìn)行網(wǎng)格劃分，流體網(wǎng)格利用 Fluent 動網(wǎng)格法進(jìn)行更新，網(wǎng)格場的計算數(shù)據(jù)通過設(shè)置 fluid-solid interface 插值傳遞所需的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)傳遞順序為：首先計算流體，并且將計算結(jié)果中的壓力傳遞到血管壁上，之后通過對血管壁計算得到節(jié)點位移，將此位移返回給血液，通過動網(wǎng)格法更新流場。2.3 仿真驗證本驗證是基于 Alireza Gholipour 等人[25]研究中的三層膜結(jié)構(gòu)病變血管模型的數(shù)值模擬，本文算法采用 2.2.2 節(jié)中給出的雙向流固耦合算法，通過仿真結(jié)果與文中結(jié)果的對比驗證來說明本文流固耦合算法的有效性。圖 2-2是本文所建立了含斑塊的動脈三維模型。圖 2-2(c)中模型采用含有一個斑塊的三分膜結(jié)構(gòu)，即血管分為內(nèi)膜、中膜、外膜三層膜；斑塊表面被纖維帽覆蓋；血管模型總長度為 16mm，斑塊高度 1.26mm，斑塊肩寬2mm；血管外徑為 4.5mm，內(nèi)膜、中膜、外膜三層膜的厚度分別為 0.23、0.31 和 0.34mm。斑塊生長于內(nèi)膜和中膜之間（如圖 2-2(c)所示）。(a)(b)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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