شبيه‌سازي عددي جريان نوساني خون در مدل سه‌بعدي آئورت انسان

Numerical Simulation of Pulsatile Blood Flow in the 3D Model of Human Aorta

از مهم ترين علل كاهش طول عمر، بيماري‌هاي قلبي عروقي است كه در جايگاه دوم علت مرگ و مير، بعد از سرطان قرار دارند. با گسترش مطالعات در زمينه اين بيماري‌ها، ارتباط معناداري بين پارامترهاي جريان خون در سيستم قلبي- عروقي و بيماري هاي اين سيستم يافت شده است. از اين رو، در اين تحقيق به مدل سازي و حل عددي جريان ناپاياي خون در مدل سه بعدي واقعي از سرخرگ آئورت و شريان‌هاي متصل به آنكه نقش بسيار مهم و اساسي در خون‌رساني به اعضاي مختلف بدن ايفا مي كنند، پرداخته شده است.خون به عنوان يك سيال تراكم ناپذير و غيرنيوتني مدل شده و هم‌چنين تمام شرايط مرزي به صورت نوساني بر اساس توابع موجود براي قسمت هاي متفاوت شريان آئورت، اعمال شده است. تحليل با استفاده از ديناميك سيالات محاسباتي انجام شده و نتايج به صورت كانتورها و نمودارهاي سرعت و تنش برشي در نواحي مختلف شريان آئورت ارائه گرديده است.براي صحت سنجي نتايج حاصل از حل عددي، از مقايسه برخي نتايج حاصل از حل عددي با نتايج حاصل از مطالعات پيشين استفاده شده كه نشان‌دهنده خطاي نسبي قابل قبولي مي‌باشد.

Cardiovascular diseases are the most important cause of reduced life expectancy which are the second leading cause of death, after cancer. Researches on the cardiovascular system show a meaningful relationship between blood flow parameters and cardiovascular diseases. In this study, numerical simulation of unsteady blood flow in the three-dimensional realistic model of human aorta and its connected arteries which play an important role in the blood supply to organs, has been studied. Blood was modeled as an incompressible and non-Newtonian fluid and pulsatile boundary condition has applied for all boundaries. Computational fluid dynamic has used to achieve flow field and results are shown in contours and charts for velocity and shear stress in different areas of the aorta. To validate the results of the numerical simulation, some of the results are compared with the results of previous studies that indicates acceptable relative error.