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一种无网格方法,用于将复杂的各向异性和非均匀材料特性合并到特定于眼睛的有限元模型中。 (英语) Zbl 1441.74051号

摘要:商业有限元建模软件包不具备有效结合眼部生物组织典型的复杂各向异性和异质材料特性所需的工具。我们提出了一种无网格方法,将真实的材料特性纳入单个人眼的有限元模型中。该方法基于这样的思想,即可以在所谓的控制点处估计或测量材料参数,这些控制点是任意的,并且独立于有限元网格。无网格方法在每个有限元的高斯点处逼近非均匀材料参数,而边值问题则使用标准有限元方法求解。将该方法应用于人类后极和视神经头的眼特异性模型。我们证明,该方法可以有效地将筛板微观结构的实验测量纳入眼睛特定模型。根据每个巩膜的眼睛特定几何形状,可以方便地确定巩膜前后表面的特征材料方向。无网格方法在通过巩膜平滑过渡接近这些特征材料方向方面是有效的。该方法首次将乳头周围巩膜的复杂胶原结构纳入眼睛特异性模型,包括最近发现的前表面经向纤维和巩膜管周围环向纤维的深度依赖性宽度。模型结果表明,忽略经向纤维区域可能导致低估视网膜中的局部应变浓度。拟议的方法应简化旨在研究巩膜和视神经头或其他具有类似挑战的生物组织中胶原重塑的未来研究。

MSC公司:

74E10型 固体力学中的各向异性
74E05型 固体力学中的不均匀性
第74S05页 有限元方法在固体力学问题中的应用
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