脈衝流於非等截徑彈性管(動脈血管)中之流場數值模擬
Date Issued
2001
Date
2001
Author(s)
DOI
892212E002144
Abstract
本計劃運用數值法來計算脈衝流(pulsatile
flow)於彈性管(elastic tube)內之流場變化。將
血液視為一不可壓縮之Newtonian 流體，描述
流場部份之統御方程式為不可壓縮形式之非
定常(unsteady) Navier-Stokes 方程組。在薄管
壁之假設下，運用彈性力學中應力及應變之
力平衡式可推導出管壁之運動方程式。管內
流體與管壁運動之交互作用(fluid-structure
interaction)乃經由流體施加於管壁上之壓力以
及管壁位移速度作動態之耦合(dynamical
coupling)。在數值方法上，我們採用雙時步
(dual time-step) 虛擬壓縮策略(pseudocompressibility)
配合有限體積法(finite-volume
formulation)來求得Navier-Stokes 方程式之數
值解，而後將所求得之流場於管壁面之壓力
值代入管壁運動方程式以計算出管壁之位移
和速度，作為下一時刻計算流場速度與壓力
分布用。本計劃中我們將探討管截面變化及
管徑收縮對管內流場之影響，藉以瞭解血管
因狹窄(stenosis)等因素所造成之潛在危機。本
計劃之初期目標為培養及累積計算與結構動
力耦合之內流場之能力，並結合彈性力學和
血液動力學(Hemodynamics)方面的知識，作為
日後發展建立一套計算複雜血管內血液流動
情形之數值程式的基礎。
Subjects
脈衝流
彈性管
血管流
數值計
算
算
Publisher
臺北市：國立臺灣大學機械工程學系暨研究所
Type
report
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