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布伦特·克雷文（Brent A.Craven）。；穆罕默德·法吉（Mohammad M.Faghih）。；肯尼思·艾科克。；易卜拉欣·M·科拉杜兹。

一种泊松方程方法，用于规定任意横截面模型中计算流体动力学模拟的充分发展的非牛顿入口条件。 （英语） 兹比尔07478812

数学。计算。模拟。 194, 523-538 (2022).
摘要：在复杂几何形状（如解剖血管模型）的内部流动的计算流体动力学（CFD）模拟中，规定入口边界条件具有挑战性。在缺乏患者特定的入口速度数据的情况下，长血管的一种常见方法是假设入口流量充分发展。然而，在不规则横截面的容器中，由于缺乏通用的封闭式分析解，规定充分发展的条件是复杂的。在本研究中，我们开发了一种简单的泊松方程方法，用于规定任意横截面CFD模型中牛顿流体或非牛顿流体充分发展的入口条件。我们首先推导了非牛顿流体充分发展流动的广义泊松方程，然后发展并验证了在任何平面边界域上数值计算解的方法。此外，我们对该方法进行了简单扩展，以规定非正交入口速度，该速度表示上游管道以非正交角度连接到CFD入口的充分流动。这可用于调查内部流动CFD模拟中常见的不确定性来源，这是由于缺乏有关进水口处准确流向的信息。与几种牛顿和非牛顿基准验证解决方案的比较表明，该方法非常准确。作为一个实际的演示案例，我们使用该方法为患者特定的下腔静脉（IVC）模型中的非牛顿血液流动在多个非圆形入口上规定充分发展的条件。最后，我们通过使用患者特定的下腔静脉模型进行敏感性研究，进一步证明了该方法的实用性，其中我们研究了入口流速流向对非牛顿下腔静脉血流动力学的影响。考虑到其简单性和计算效率，该方法被证明远远优于在如此复杂的几何形状中规定充分发展的入口条件的替代方法。为了便于采用我们的泊松方程方法，我们将OpenFOAM源代码和本研究中的相关测试用例作为开源软件分发。

MSC公司：

76倍 流体力学
92年XX月 生物学和其他自然科学

关键词：

血流动力学；计算流体动力学；边界条件；充分发展的流量；非牛顿体的；泊松方程

软件：

开放式泡沫
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
\textit{B.A.Craven}等人，《数学》。计算。模拟。194523-538（2022年；兹bl 07478812）
全文： 内政部

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