学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

B型主动脉夹层血液流动数值模拟分析

作　者: 李言芝
导　师: 郜立焕
学　校: 兰州理工大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 主动脉 B型主动脉夹层弯曲管道流场数值模拟
分类号: R543.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 43次
引　用: 1次
阅　读: 论文下载

内容摘要

近年来,心血管系统疾病严重威胁人类生命,其中B型主动脉夹层(Type B thoracic aortic dissection,TBAD)可短时期内引起动脉破裂导致死亡,或因夹层假腔形成导致远端重要脏器发生严重缺血。虽然腔内隔绝术的出现给B型主动脉夹层的外科治疗带来了革命性的变化,但依然存在诸多未定因素。B型主动脉夹层的发生、发展与主动脉内高速、高压的脉动血流密切相关,研究B型主动脉夹层形成后的血液动力学改变,以及腔内隔绝术后的主动脉内血液动力学等,均对临床防治B型主动脉夹层具有重要的指导意义。本论文针对这一热点问题利用血流动力学的研究优势,采用流体力学的方法对B型主动脉夹层的血液流场进行数值模拟,研究B型主动脉夹层病变前后以及术后的血液流场和血管壁生理变化规律。论文将正常人心脏主动脉、心脏B型主动脉夹层以及B型主动脉夹层腔内隔绝术后管腔表面这三种研究模型简化成各种具有隔板和孔道的弯管,并建立相应的流动模型。采用UDF编程功能将心脏脉动波函数作为进口速度条件,将血液作为流动介质,进行流体力学计算,获得了不同时刻各种弯管内的速度、流线、壁面压力和壁面切应力分布。这些弯管流动可以模拟血液在B型主动脉夹层病变前后的血液流动,反映心脏B型主动脉夹层的发生、发展和术后愈合与血液动力学的关系。研究结果不仅为B型主动脉夹层的发病机理提供理论依据,而且形成了B型主动脉夹层血液流场参数的检测和分析方法,可进一步应用于B型主动脉夹层的临床诊断。本课题是对B型主动脉夹层进行的生物流体力学、医学及计算流体力学等多学科的综合研究,它弥补了纯生化研究的不足,能全面反映B型主动脉夹层的发病机制及发展规律。

全文目录

摘要  7-8
Abstract  8-9
第1章绪论  9-19
  1.1 血流动力学概述  9
  1.2 动脉中的血液流动分析  9-12
  1.3 心血管血液流动的特殊性  12-13
  1.4 主动脉夹层与血液动力学  13-14
  1.5 主动脉夹层的背景和研究现状  14-17
  1.6 心血管血流动力学研究的意义和作用  17-18
  1.7 本文研究的主要内容  18-19
第2章数学模型和流场数值计算方法  19-27
  2.1 心脏主动脉的解剖学模型  19
  2.2 心脏主动脉的数学物理模型  19-22
    2.2.1 几何模型  19-21
    2.2.2 数学模型  21-22
  2.3 边界条件设定  22-24
    2.3.1 进口边界条件  22-23
    2.3.2 壁面边界条件  23
    2.3.3 流体属性  23-24
  2.4 数值计算及相关参数设置  24-26
  2.5 本章小结  26-27
第3章正常人心脏主动脉血液脉动流的数值分析  27-43
  3.1 网格划分和计算求解  27-28
  3.2 对计算结果的后处理  28
  3.3 弯曲管道模型流场的计算结果  28-38
    3.3.1 速度矢量分布  28
    3.3.2 二次流  28-29
    3.3.3 流线分布  29
    3.3.4 壁面压力分布  29
    3.3.5 壁面切应力分布  29-38
  3.4 弯曲管道模型流场数值模拟结果的分析  38-40
    3.4.1 速度矢量  38-39
    3.4.2 二次流  39
    3.4.3 流线  39
    3.4.4 壁面压力  39-40
    3.4.5 壁面切应力分布  40
  3.5 由弯管流场讨论心脏主动脉血液流场变化  40-42
    3.5.1 血管壁面压力分布与主动脉夹层  40-41
    3.5.2 血管壁面剪应力分布与动脉粥样硬化  41-42
  3.6 本章小结  42-43
第4章 B 型主动脉夹层血液脉动流的数值分析  43-50
  4.1 双孔弯曲管道流场的计算结果  43-46
    4.1.1 流线分布  43-44
    4.1.2 压力分布  44
    4.1.3 壁面切应力分布  44-46
  4.2 双孔弯曲管道模型流场的数值模拟结果分析  46-47
    4.2.1 流线分布  46
    4.2.2 压力分布  46-47
    4.2.3 壁面切应力分布  47
  4.3 由双孔弯管流场讨论B 型主动脉夹层血管流场变化  47-49
    4.3.1 B 型主动脉夹层内流线  47-48
    4.3.2 B 型主动脉夹层内压力分布  48
    4.3.3 B 型主动脉夹层内壁面切应力分布  48-49
  4.4 从夹层撕裂口形状讨论判断所建模型的合理性  49
  4.5 本章小结  49-50
第5章 B 型主动脉夹层术后血液脉动流的数值分析  50-55
  5.1 双孔弯管模型血液流动仿真  51-52
    5.1.1 双孔弯曲管道模型内速度分布  51
    5.1.2 由双孔弯管速度分布讨论B 型夹层血液流场变化  51-52
  5.2 单孔弯管模型血液流动仿真  52-53
  5.3 隔板位于不同位置的单孔弯曲管道仿真结果分析  53-54
  5.4 由单孔弯管流场讨论B 型夹层术后血管流场变化  54
  5.5 本章小结  54-55
总结与展望  55-57
参考文献  57-60
致谢  60-62
附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录  62-63
附录B UDF 程序  63

B型主动脉夹层血液流动数值模拟分析

内容摘要

全文目录

相似论文