شبیه سازی عددی جریان خون در سرخرگ

شبیه سازی جریان خون در سرخرگ

شبیه سازی سیستم های زیستی از کاربردهای مهم دینامیک سیالات محاسباتی محسوب می شود. از جمله این موارد، شبیه سازی عددی جریان خون در سرخرگ می باشد. همانطور که میدانیم خون بعنوان یک سیال غیرنیوتنی محسوب می شود و مدلسازی و بررسی رفتار آن در رگ از اهمیت بالایی برخوردار است.

 سیال غیرنیوتنی، سیالی است که ویسکوزیته آن با نرخ کرنش وارد بر آن تغییر می‌کند در نتیجه چنین سیالاتی فاقد گرانروی معین هستند. در سیالات نیوتنی، رابطهٔ بین تغییرات تنش برشی و نرخ تنش اعمال شده به صورت خطی است و ضریب ثابت تبدیل کنندهٔ این تناسب خطی به معادله، همان لزجت یا گرانروی است. ولی در سیالات غیر نیوتنی، دیگر اثری از رابطهٔ خطی میان تغییرات تنش برشی و نرخ تنش اعمال شده نیست. در این طیف از سیالات، مدت زمان اعمال تنش نقش مهمی در تنش برشی حاصل شونده ایجاد می‌کند. شبیه سازی سیال غیرنیوتنی دیلاتانت یکی از بهترین روش ها برای بررسی رفتار این نوع از سیال است.

هندسه و شبکه بندی

هندسه شامل یک ورودی و دو خروجی است و شبکه در نرم افزار Ansys Meshing تنظیم شده است.

نوع شبکه بصورت بی سازمان همراه با Inflation در نواحی مرزی برای افزایش دقت جواب در این نقاط است.تعداد کل سلول های تولید شده برابر با ۹۱۲۷۲ عدد است. 

الگوریتم حل

از حلگر Pressure_Based برای حل جریان استفاده شده است. نوع تحلیل بصورت Transient می باشد و ۰/۵ ثانیه از روند جریان خون در سرخرگ مدل شده است. برای حل معادلات مختلف از الگوریتم Simple و همچنین بمنظور گسسته سازی معادلات در این تحلیل از روش Second Order Upwind استفاده شده است. 

مشخصات مدل

برای تحلیل آشفتگی از مدل Laminar و همچنین بمنظور در نظر گرفتن ذرات ورودی ( دارو و …) از منوی فاز گسسته استفاده شده است.

شرایط مرزی

خون بعنوان یک سیال غیرنیوتنی، حرکتی جهنده و گردشی دارد پس سرعت آن درون سرخرگ یکنواخت نیست و در ابتدا و انتهای حرکت می تواند متفاوت باشد. پس برای ایجاد این شرایط یک کد UDF در نظر گرفته شده است تا سرعت جریان خون بدرستی مدل شود و گردش خون در سرخرگ طبیعی باشد.

بمنظور ایجاد شرط مرزی خروجی این نکته را باید همواره در نظر داشته باشیم که خون با فشار مشخصی در سرخرگ جریان دارد که با واحد میلیمتر جیوه مشخص می شود. در شبیه سازی عددی جریان خون در سرخرگ، این حالت در نظر گرفته شده است.

در کلیپ های زیر می توانید سرعت جریان خون را درون سرخرگ را مشاهده فرمایید.

محتویات فایل دانلودی

کلیپ تصویری با توضیحات گام به گام از نحوه انجام شبیه سازی می باشد.

فایل شامل مراحل وارد کردن هندسه، تنظیم شبکه و تحلیل در فلوئنت همراه با بررسی نتایج می باشد.

فایل UDF برای تعیین سرعت ورودی بصورت یک تابع وابسته به زمان.

رمز فایل : www.cfdmarket.ir

پس از پرداخت، لینک دانلود برای شما نمایش داده می شود و میتوانید فایل آموزشی را دریافت نمایید.

در صورت تمایل فایل های مربوط به شبیه سازی محصول از طریق ایمیل برای شما ارسال می گردد.