آئورت، جریان خون ضربانی غیر نیوتنی، شبیه سازی با انسیس فلوئنت

توضیحات

شرح پروژه آئورت، جریان خون ضربانی غیر نیوتنی

در این پروژه، به شبیه سازی جریان خون ضربانی غیر نیوتنی، با استفاده از نرم افزار انسیس فلوئنت (ANSYS Fluent) پرداخته ایم.

این هندسه آئورت از یک هندسه واقعی از یک سی تی اسکن به دست آمده است. سپس از نرم افزار ICEM CFD برای اصلاح هندسه و مش بندی این هندسه استفاده کرده ایم.تعداد سلول های محاسباتی 457864 می باشد.

روش های استفاده شده

UDF سرعت ورودی ضربانی را تعریف می کند. سیال غیر نیوتنی سیالی است که از قانون ویسکوزیته نیوتن پیروی نمی کند، یعنی ویسکوزیته ثابت مستقل از تنش. در سیالات غیر نیوتنی، ویسکوزیته می تواند در اثر فشار به مایع بیشتر یا جامدتر تغییر کند. در مدل کارو، ویسکوزیته به نرخ برش بستگی دارد، مانند مدل سیال قانون قدرت. Pierre Carreau اولین بار این مدل را پیشنهاد کرد. خون یک مایع غیر نیوتنی است که رفتار آن از این مدل پیروی می کند. این مدل بر اساس مدل برشی و دما کار می کند.

در این تحقیق معادله انرژی وجود ندارد. بنابراین، دما نادیده گرفته شد. معادله زیر رابطه ویسکوزیته را با مدل برشی نشان می دهد.

که در آن μ0، μ∞، n و λ به ترتیب ویسکوزیته برشی صفر، ویسکوزیته برشی بی نهایت، شاخص توان و زمان آرامش هستند.

این شبیه سازی به صورت گذرا (وابسته به زمان، ناپایا، Transient) انجام شده است. جریان متلاطم و چگالی ثابت و برابر با 1060 کیلوگرم بر متر مکعب است. سیال عامل (خون) غیر نیوتنی است. شرایط بدون لغزش برای سطح داخلی دیواره عروق در نظر گرفته شده است.

نتایج شبیه سازی پروژه آئورت، جریان خون ضربانی غیر نیوتنی

شکل های زیر به ترتیب سرعت ورودی و افت فشار را نشان می دهند. همانطور که شکل ها نشان می دهد، حداکثر سرعت در زمان 0.15 (s) است.

با توجه به کانتورها، WSS (تنش برشی دیوار) بیشترین مقدار را در مقاطع آئورت که قطر آنها کمتر از سایرین است دارد. همچنین کانتور فشار استاتیک نشان می دهد که در ابتدای پمپاژ خون، در ورودی شاخه ها، فشار حداکثر است. هنگامی که مکش در زمان 0.4 ثانیه اتفاق می افتد، بیشترین تأثیر را بر بخش ورودی آئورت می گذارد. برای مشاهده نکات مثبت و درک بهتر شرایط جریان، فایل های انیمیشن فشار و تنش برشی به این گزارش پیوست شده است.