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Sarah C.Vigmostad。;Udaykumar，Holavanahalli S。;卢，贾;Krishnan B.Chandran。

生物流中的流体-结构相互作用方法，特别强调心脏瓣膜动力学。 （英语） Zbl 1183.92023号

国际期刊数字。方法生物识别。工程师。 26，编号3-4，435-470（2010）.
总结：人体内有许多流体-结构相互作用（FSI）的例子。在所有情况下，能够模拟这种现象的计算机模型可以帮助理解器官功能、失败以及植入物的设计或改进。在当前的论文中，研究了两种用于模拟组织心脏瓣膜动力学的FSI问题的方法。瓣叶具有非线性各向异性材料特性，并且会发生复杂的变形。他们的运动会影响周围的血液，并受其影响。这种双向耦合需要一种稳健的算法来克服数值刚度、收敛挑战和稳定性问题。发展了一种局部精细的笛卡尔网格、尖锐界面方法来求解流体流动。在结构域中，瓣叶以拉格朗日方式表示，并根据其实验确定的材料特性进行移动。在计算瓣叶运动时，使用有限元解算器合并瓣叶的各向异性、非线性材料特性，该解算器根据周围流体施加的应力计算瓣叶变形和应力。
两个FSI算法已经在一个锐化界面笛卡尔网格环境中进行了研究，并且每个算法都已经用基准结果进行了验证。对这两种方法进行了比较，最终选择了一种最适合模拟组织心脏瓣膜的方法。在选定的方法中，使用了一种强耦合的分区方法，其中在每个时间步长执行流体和结构解的子迭代。在子迭代过程中，小叶运动被用作流体的边界条件，流体应力被用作小叶的边界条件。这样可以确保连续性并实现双向耦合。所选方法克服了文献中先前报道的模拟所面临的挑战，并使用生理雷诺数、真实材料特性、高分辨率网格和动态模拟实现了稳健的FSI解决方案。这种方法的优点是以统一的方式处理薄的和体积的嵌入对象，并以相同的方式处理刚性和可变形结构，从而允许一系列潜在的应用。

引用于7文件

MSC公司：

92立方米 生理流量
76D05型 不可压缩粘性流体的Navier-Stokes方程
76M10个 有限元方法在流体力学问题中的应用
68岁20岁 模拟（MSC2010）

关键词：

流固耦合分析;心脏瓣膜动力学;机械应力与阀门故障;天然和人工心脏瓣膜

软件：

FLUENT公司
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
\textit{S.C.Vigmostad}等人，《国际数学家杂志》。方法生物识别。工程26，编号3--4，435--470（2010；Zbl 1183.92023）
全文： 内政部

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