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脑动脉瘤内部流场特性影响因素的模拟研究

脑动脉瘤内部流场特性影响因素的模拟研究

第十一届全国流体力学学术会议

作者：申峰卢新然贾智晋逄燕刘赵淼北京工业大学材料与制造学部

脑动脉瘤内部流场特性是导致脑动脉瘤破裂的根本原因,同时对治疗药物的精准递送有重要影响。脑动脉瘤的血流动力学特性取决于脑瘤动脉的几何形状和流动状况,脑动脉瘤是脑动脉壁的扩张,其几何形状是球形,但现在对于脑动脉瘤内部流场特性... 详细信息

脑动脉瘤内部流场特性是导致脑动脉瘤破裂的根本原因,同时对治疗药物的精准递送有重要影响。脑动脉瘤的血流动力学特性取决于脑瘤动脉的几何形状和流动状况,脑动脉瘤是脑动脉壁的扩张,其几何形状是球形,但现在对于脑动脉瘤内部流场特性的研究多集中于患者脑动脉瘤特异性结构的研究和二维结构研究,忽视对动脉瘤样三维几何结构内部流场特性的研究。本文通过计算流体动力学(CFD)的方法对无量纲参数雷诺数(Re)和长径比(e=D/H;D是凹槽入口到凹槽出口的距离,H是凹槽顶端到通道上缘的垂直距离)对球形三维凹槽流场特性的影响进行了数值模拟研究。研究发现,当Re30时,流场重返分离流状态,涡心位置位于凹槽下半区。在雷诺数不变的条件下随着长径比的增大,流场中速度逐渐降低,凹槽壁面剪切应力逐渐变小,涡心不断变小并向着凹槽入口处移动。研究结果揭示了球形三维凹槽内部的流动过程,加深了对脑动脉瘤等球形几何结构内部流体流动行为的理解。

关键词：球形凹槽涡胞流场壁面切应力脑动脉瘤长径比

来源： cnki会议评论

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发展湍流壁射前缘结构的直接数值模拟

发展湍流壁射前缘结构的直接数值模拟

不同融合类型BAV对主动脉扩张影响的血流动力学数值模拟

第十届全国流体力学学术会议

作者：王小宁郑晓静兰州大学土木工程与力学学院西安电子科技大学机电工程学院

本文采用直接数值模拟方法研究了发展壁射流的前缘随时间的演化。壁射流的头部不断增高,其移动速度受外流速度和雷诺数的影响。在射流的头部存在一个明显的前缘涡,它的尺度与前缘接近,在其诱导下前缘处流体有明显的向上运动。前缘面的... 详细信息

本文采用直接数值模拟方法研究了发展壁射流的前缘随时间的演化。壁射流的头部不断增高,其移动速度受外流速度和雷诺数的影响。在射流的头部存在一个明显的前缘涡,它的尺度与前缘接近,在其诱导下前缘处流体有明显的向上运动。前缘面的主要特征为lobe-cleft结构,其时间演化与前缘处的涡结构有着明显的相关,且可以分为两个阶段,第一阶段中流场受射流入口边界条件的影响,lobe-cleft结构规整,lobe结构中有一对反向旋转的垂向涡;第二阶段中流场充分发展,lobe-cleft结构尺度增大,形态变得复杂,由多个泡状的凸起联结而成,在该泡状凸起中存在一个类似发卡涡的涡结构。同时我们也发现前缘经过时壁面切应力迅速增大,在紧邻前缘面的下游存在负应力区,而在前缘面的上游壁面切应力的分布与充分发展后的壁射流的吻合。

关键词：直接数值模拟前缘壁射流 lobe-cleft结构壁面切应力

来源： cnki会议评论

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医用生物力学 2019年第A1期34卷 74-74页

作者：侯倩文刘桂梅刘宁李晓乔爱科北京工业大学生命科学与生物工程学院

目的临床发现二叶式主动脉瓣构型是引发主动脉扩张的重要因素。为了研究不同的二叶式主动脉瓣(BAV)分型对主动脉扩张部位的影响,对其进行了血流动力学数值模拟。方法对临床获得的CT图像数据进行处理,得到主动脉根部及升主动脉三维模型... 详细信息

目的临床发现二叶式主动脉瓣构型是引发主动脉扩张的重要因素。为了研究不同的二叶式主动脉瓣(BAV)分型对主动脉扩张部位的影响,对其进行了血流动力学数值模拟。方法对临床获得的CT图像数据进行处理,得到主动脉根部及升主动脉三维模型。根据左右冠瓣融合(RL)、右无冠瓣融合(RN)、左无冠瓣融合(LN)3种BAV类型和3种开口状态共设计9组仿真实验,同时3组三叶式主动脉瓣(TAV)模型作为对照组。应用计算流体力学(CFD)方法进行数值模拟,计算了1个心动周期中3个特征时刻主动脉内的血流分布情况。结果通过对收缩期BAV与TAV的有限元分析比较,发现血流速度和壁切变应力(WSS)分布存在显著差异。RL-BAV患者的偏心射流模式导致升主动脉的右前壁和主动脉根部WSS升高。RNBAV和LN-BAV的速度场向升主动脉凸起方向呈不对称分布,在升主动脉右后侧和主动脉根部WSS增大。相反,TAV模型仅在主动脉根部出现WSS突变且血流在每个主动脉段接近于对称。结论二叶瓣相对正常瓣叶发生主动脉扩张的风险性较大;其中LR几何构型容易造成主动脉根部(无冠窦)及管状升主动脉的扩张;RN易引起升主动脉中部扩张RN易引起主动脉根部(左冠窦)和升主动脉中部扩张;LN几何构型造成主动脉根部(右冠窦)、升主动脉中部扩张的可能性较大。

关键词：二叶式主动脉瓣主动脉扩张数值模拟血流动力学壁面切应力

基于流固耦合的四韧带手性蜂窝结构血管支架力学特性的有限元分析

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医用生物力学 2021年第S1期36卷 402-402页

作者：黄伟锋苏继龙福建农林大学机电工程学院福州350002

血管支架对于预防和治疗血管类病变和狭窄具有重要的临床意义。为了探究具有负泊松比特性且结构制造简单的四韧带手性蜂窝结构血管支架植入血管后的力学特性及其对血流和壁面切应力的影响,首先建立血管-血液-支架三者组合的力学结构模型... 详细信息

血管支架对于预防和治疗血管类病变和狭窄具有重要的临床意义。为了探究具有负泊松比特性且结构制造简单的四韧带手性蜂窝结构血管支架植入血管后的力学特性及其对血流和壁面切应力的影响,首先建立血管-血液-支架三者组合的力学结构模型,进而通过Ansys Workbench软件针对双向流固耦合情形下该类血管支架的力学特性包括支架变形和应力、壁面切应力等进行仿真分析,最后针对血管支架变形时轴向长度,径向直径等关键尺寸因素对其力学性能的影响进行相关讨论。

关键词： Workbench软件壁面切应力血管支架蜂窝结构轴向长度支架植入负泊松比韧带

切应力诱导的内皮祖细胞在与血管平滑肌联合培养的内皮细胞表面的黏附及其机制

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医用生物力学 2009年第S1期24卷 13-13页

作者：程彬彬李玉青严志强姜宗来上海交通大学力学生物学与医学工程研究所上海200240