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生理驱动和负载条件下主动脉瓣动力学的浸没边界模型。 (英语) Zbl 1243.92017年

摘要:浸没边界(IB)方法是一种用于流体-结构相互作用问题的数学和数值框架,用于处理弹性结构浸没在粘性不可压缩流体中的特殊情况。解决这些问题的IB方法是以拉格朗日形式描述浸没结构的弹性,并以欧拉形式描述耦合流体-结构系统的动量、粘度和不可压缩性。拉格朗日变量和欧拉变量之间的相互作用由带有狄拉克-δ函数核的积分方程介导。IB方法为涉及薄弹性边界和厚粘弹性体的流体-结构相互作用模型提供了统一的公式。我们描述了IB方法的自适应交错网格版本在主动脉瓣流体动力学三维模拟中的应用。
我们的模型将主动脉瓣的薄叶描述为浸入式弹性边界,并将主动脉根部的壁描述为厚的半刚性弹性结构。生理左心室压力波形用于驱动流经模型阀门的流量,动态压力加载条件由符合临床数据的简化(零维)循环模型提供。我们使用此模型和方法来模拟多个心脏周期的主动脉瓣动力学。结果表明,该模型能快速逼近一个周期稳定状态,在此状态下,生理心输出量是在生理压力下获得的。然而,模型中并未规定这些实际流速。相反,它们是从流体-结构相互作用模拟中出现的。

MSC公司:

92立方35 生理流量
74层10 流固相互作用(包括气动和水弹性、孔隙度等)
76D05型 不可压缩粘性流体的Navier-Stokes方程
76米25 其他数值方法(流体力学)(MSC2010)
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