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J.G.威廉姆斯。;Castrejón-Pita，A.A。;B.W.特纳。;法雷尔，体育。;S.J.塔雷德。;D.E.莫尔顿。;沃特斯，S.L。

腔流特性及其在肾结石清除中的应用。 （英语） Zbl 1460.76960号

J.流体力学。 902，论文编号A16，第26页（2020年）.
摘要：输尿管镜检查是一种微创手术，用于清除肾结石。将含有空心圆柱形工作通道的输尿管镜插入患者肾脏。通过工作通道流入盐水溶液，冲洗靠近镜尖的肾腔，以清除结石颗粒和碎屑。我们考虑了肾盂内灌溉液的流体动力学，这是由通过工作通道的喷流和通过接入鞘的回流形成的。将肾盂表示为二维矩形腔体，研究流速和腔体尺寸对流体结构和碎片清除时间的影响。流体流动采用稳态不可压缩Navier-Stokes方程进行建模，在入口边界处施加Poiseuille分布来模拟盐水射流，以及出口上的零应力条件。空腔中产生的流型包含多个旋涡结构。我们利用互补的数值模拟和粒子图像测速实验证明了存在依赖于流动雷诺数和空腔纵横比的多个解。通过对流扩散方程的解模拟了初始碎片云的清除，并描述了碎片云在涡旋流中的初始位置和Péclet数对清除时间的影响。只有弱扩散，在封闭流线内产生的碎片才能被捕获。我们讨论了一种从旋涡中提取碎片并减少冲刷时间的流动操纵策略。

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MSC公司：

76Z05个 生理流
92 C50 医疗应用（一般）
76M10个 有限元方法在流体力学问题中的应用

关键词：

生物医学流;分叉，分叉

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\textit｛J.G.Williams｝等人，《流体力学杂志》。902，论文编号A16，26 p.（2020；Zbl 1460.76960）
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参考文献：

[1] Alleborn，N.，Nandakumar，K.，Raszillier，H.&Durst，F.1997关于突然膨胀中二维流动的进一步贡献。《流体力学杂志》330、169-188·Zbl 0894.76023号
[2] Amestoy，P.R.，Duff，I.S.，L'Excellent，J.Y.&Koster，J.2001A使用分布式动态调度的全异步多前沿求解器。SIAM J.矩阵分析。申请23（1），15-41·Zbl 0992.65018号
[3] Amestoy，P.R.，Guermouche，A.，L'Excellent，J.Y.&Pralet，S.2006线性系统并行解的混合调度。并行计算32（2），136-156。
[4] Aref，H.1984混沌平流搅拌。《流体力学杂志》143，1-21·Zbl 0559.76085号
[5] Balay，S.、Abhyankar，S.，Adams，M.F.、Brown，J.、Brune，P.、Buschelman，K.、Dalcin，L.、Eijkhout，V.、Gropp，W.D、Kaushik，D.等，2018年PETSc用户手册。技术代表ANL-95/11-第3.9版。阿贡国家实验室。
[6] Balay，S.，Gropp，W.D.，Mcinnes，L.C.&Smith，B.F.1997面向对象数值软件库中并行性的有效管理。《科学计算中的现代软件工具学报》（编辑：Arge，E.，Bruaset，A.M.&Langtangen，H.P.），第163-202页。Birkhäuser·兹伯利0882.65154
[7] Battaglia，F.、Kulkarni，A.K.、Feng，J.和Merkle，C.L.1998密闭通道中平面扑翼射流的模拟。美国汽车协会J.36（8），1425-1431。
[8] Battaglia，F.、Tadere，S.J.、Kulkarni，A.K.和Merkle，C.L.1997对称通道中低雷诺数流动的分岔。美国汽车协会J.35（1），99-105·Zbl 0893.76012号
[9] Dalcin，L.D.，Paz，R.R.，Kler，P.A.&Cosimo，A.2011使用Python的并行分布式计算。《高级水资源》34（9），1124-1139。
[10] Deufhard，P.2011非线性问题的牛顿方法。斯普林格·Zbl 1226.65043号
[11] Drikakis，D.1997不可压缩突扩流动中的分叉现象。物理学。液体9（1），76-87。
[12] Farrell，P.E.，Birkisson，An.&Funke，S.W.2015寻找非线性偏微分方程不同解的通缩技术。SIAM J.科学。计算37（4），A2026-A2045·Zbl 1327.65237号
[13] Farrell，P.E.、Mitchell，L.、Scott，L.R.和Wechsung，F.2020A定常不可压缩Navier-Stokes方程的Reynolds鲁棒Scott Vogelius离散化的Reynolds鲁棒预处理器。J.计算。数学（提交）arXiv:2004.09398。
[14] Farrell，P.E.，Mitchell，L.&Wechsung，F.2019高雷诺数下三维定常不可压缩Navier-Stokes方程的增广拉格朗日预条件。SIAM J.科学。计算41（5），1-26·Zbl 1448.65261号
[15] Fearn，R.M.、Mullin，T.和Cliffe，A.K.1990对称突然膨胀中的非线性流动现象。《流体力学杂志》211、595-608。
[16] Franca，L.P.，Frey，S.L.&Hughes，T.J.R.1992稳定有限元方法：I.对流扩散模型的应用。计算。方法。应用。机械。工程95（2），253-276·Zbl 0759.76040号
[17] Guevel，Y.、Allain，T.、Girault，G.和Cadou，J.M.2018三维突然膨胀流体动力学问题的数值分岔分析。国际期刊数字。方法。液体87（1），1-26。
[18] Happel，J.&Brenner，H.1983低雷诺数流体动力学。Kluwer学术出版社·Zbl 0612.76032号
[19] Hawa，T.&Rusak，Z.2000轻微不对称渠道中的粘性流动，突然膨胀。物理学。流体12（9），2257-2267·Zbl 1184.76212号
[20] Hendrickson，B.&Leland，R.1995划分图的多级算法。在《95年超级计算：1995年ACM/IEEE超级计算大会论文集》（CDROM），第28页。计算机协会·兹伯利0816.68093
[21] Jelić，N.，Kolšek，T.&Duhovnik，J.2007矩形腔内受限射流的数值研究。《国际多学科杂志》1（2），245-258。
[22] John，V.，Linke，A.，Merdon，C.，Neilan，M.&Rebholz，L.G.2017关于不可压缩流动混合有限元方法中的发散约束。SIAM第59版（3），492-544·Zbl 1426.76275号
[23] Kirby，R.C.&Mitchell，L.2018跨越PDE/线性代数屏障的解算器组合。SIAM J.科学。计算40（1），C76-C98·Zbl 1383.65021号
[24] Kolšek，T.，Jelić，N.&Duhovnik，J.2007几何对称空腔中流动不对称和自持射流振荡的数值研究。应用。数学31（10），2355-2373。
[25] Kum，F.，Mahmalji，W.，Hale，J.，Thomas，K.，Bultitude，M.&Glass，J.2016石头还能杀人吗？英格兰和威尔士1999-2013年结石病死亡分析。BJU国际118（1），140-144。
[26] Lamb，H.1916流体动力学。剑桥大学出版社。
[27] Mitchell，L.&Müller，E.H.2016有限元问题几何多重网格求解器的高级实现：大气建模中的应用。J.计算。物理327，1-18·Zbl 1422.65440号
[28] Mizushima，J.、Okamoto，H.和Yamaguchi，H.1996突然膨胀的河道中的水流稳定性。物理学。流体8（11），2933-2942·Zbl 1027.76562号
[29] Mizushima，J.&Takahashi，H.1999配水腔中的流量转换，配水腔有一个入口和两个出口。《物理学杂志》。《日本社会》68（11），3514-3519。
[30] Moore，R.G.和Bishoff，J.T.2005微创泌尿外科。泰勒和弗朗西斯。
[31] Mullin，T.、Shipton，S.和Tadere，S.J.2002在具有扩展截面的对称河道中流动。流体动力学。第33、433-452号决议·Zbl 1068.76520号
[32] Neofytou，P.&Drikakis，D.2003突然膨胀的河道中的非牛顿流动不稳定性。《非牛顿流体力学杂志》111127-150·Zbl 1042.76023号
[33] Raffel，M.、Willert，C.、Wereley，S.和Kompenhans，J.1998《粒子图像测速：实用指南》。斯普林格。
[34] Rathgeber，F.、Ham，D.A.、Mitchell，L.、Lange，M.、Luporini，F.，Mcrae，A.T.、Bercea，G.-T.、Markall，G.R.和Kelly，P.H.J.2016Firedrake：通过组合抽象实现有限元方法自动化。ACM事务处理。数学。软43（3），24:1-24:27·Zbl 1396.65144号
[35] Rhines，B.&Young，W.R.1983在闭合流线内混合的被动标量的速度有多快？《流体力学杂志》第133133-145页·Zbl 0576.76088号
[36] Saeidi，S.M.和Khodadadi，J.M.2006带有入口和出口的方形空腔中的强制对流。《国际热质传递杂志》49（11-12），1896-1906·Zbl 1189.76504号
[37] Scales，C.D.、Smith，A.C.、Hanley，J.M.和Saigal，C.S.2012美国肾结石的患病率。《欧洲药典》62（1），160-165。
[38] Scott，L.R.和Vogelius，M.1985分段多项式空间中散度算子最大右逆的范数估计。ESAIM：数学。模型。数字。分析19（1），111-143·Zbl 0608.65013号
[39] Silvester，D.，Elman，H.&Wathen，A.2014有限元和快速迭代求解器：在不可压缩流体动力学中的应用。牛津大学出版社·Zbl 1304.76002号
[40] Smith，A.D.，Preminger，G.M.，Kavoussi，L.R.，Badlani，G.H.&Rastinehad，A.R.2018Smith’s Textbook of Endourology，第4版。约翰·威利父子公司。
[41] Sobey，I.J.&Drazin，P.G.1986二维河道水流的分叉。《流体力学杂志》171（6），263-287·Zbl 0609.76050号
[42] Stamatelou，K.K.、Francis，M.E.、Jones，C.A.、Nyberg，L.M.和Curhan，G.C.2003美国肾结石报告流行率的时间趋势：1976-1994年。《肾脏国际》63（5），1817-1823。
[43] Taylor，G.1953溶解物质在缓慢流经管的溶剂中的分散。程序。R.Soc.伦敦。A219（1137），186-203。
[44] Thielicke，W.&Stamhuis，E.J.2014PIVlab–在MATLAB中实现用户友好、价格合理且准确的数字粒子图像测速。J.开放研究软件2，1-10。
[45] Walter，J.A.和Chen，C.J.1992开放腔中流动结构的可视化和分析。国防部。物理学。莱特。B114，819-826。
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