مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

شبیه‏ سازی عددی جریان خون غیردائم در طول سرخرگ الاستیک با گرفتگی غیرمتقارن

نویسندگان
1 مدیر گروه ریاضی
2 کارشناسی ارشد ریاضی
چکیده
در تحقیق حاضر، یک مدل دولایه‏ای از جریان خون غیردائم و پالسی در طول سرخرگ گرفته شده با استفاده از روش عددی شبیه‏سازی می‏شود. مدل حاضر شامل لایه مرکزی سوسپانسیون گلبول‏های قرمز و لایه جانبی پلاسما می‏باشد. سیال میکروپلار معرف لایه مرکزی و سیال نیوتنی معرف لایه جانبی می‏باشد. سرخرگ مفروض به صورت الاستیک و هندسه مفروض وابسته به زمان فرض می‏شود، ولی جریان خون در طول سرخرگ الاستیک و غیرالاستیک با هم‏دیگر مقایسه می‏شوند. به منظور شبیه‏سازی هرچه بیشتر شرایط واقعی بدن انسان، نوع گرفتگی نسبت به جهت محوری غیرمتقارن و نسبت به جهت شعاعی متقارن در نظر گرفته شده است. با اعمال تبدیل مختصات شعاعی مناسب، سرخرگ الاستیک گرفته شده، تبدیل به سرخرگ مستطیلی شکل و صلب می‏شود. معادلات ناویر-استوکس حاکم بر جریان خون با درنظر گرفتن گرادیان فشار ورودی با استفاده از روش تفاضل محدود حل شده‏اند. مشخصه‏های دینامیکی جریان خون از قبیل پروفیل سرعت، دبی حجمی و مقاومت در برابر جریان به دست آورده شده است و در مورد تاثیر خاصیت ارتجاعی دیواره و شدت گرفتگی بر روی آن‏ها بحث شده است. نتایج حاصل از شبیه‏سازی حاضر توافق خوبی با نتایج تحلیلی موجود دارد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Numerical simulation of unsteady blood flow through an elastic artery with a non-symmetric stenosis

نویسندگان English

Ahmad Reza Haghighi 1
Mohammad Shahbazi asl 2
چکیده English

In the present study the problem of a two-layered model for an unsteady and pulsatile flow of blood through a stenosed artery is numerically simulated. The model consists of a core layer of suspension of erythrocytes and a peripheral plasma layer. The core is assumed to be represented using a micropolar fluid and the plasma layer using a Newtonian fluid. The artery is considered to be elastic and the geometry of the stenosis is taken as time-dependent, however a comparison has been made with the rigid ones. The shape of the stenosis in the arterial lumen is chosen to be axially non-symmetric but radially symmetric in order to improve resemblance to the in-vivo situations. By applying a suitable coordinate transformation, the stenosed artery turns into a rectangular and rigid artery. The Navier-Stokes equations of motion of the blood flow, subjected to a pulsatile pressure gradient are solved numerically using the finite difference scheme. Dynamical characteristics of the blood flow such as the velocity profile, the volumetric flow rate and the resistance to flow are obtained and the effects of the wall motion and the severity of the stenosis on these flow characteristics are discussed. The results are found to be in good agreement with the available analytical results.

کلیدواژه‌ها English

Stenosis
Blood flow
finite difference scheme
Newtonian fluid
micropolar fluid