基于双向耦合研究沙疗对弯曲及锥形股动脉脉动血流动力学的影响

论文摘要

本文研究沙疗对股动脉血流动力学的影响,在理论分析和实验的基础上,并分别对股动脉弯曲血管、锥形血管在沙疗情况下的血流动力学特性进行了数值模拟。本文选取35名在新疆吐鲁番地区维吾尔医院住院的膝盖骨性关节炎患者,每天在规定的时间进行埋沙治疗,采集了每名患者的沙疗前和沙疗后的膝关节功能评价结果和血液流变学指标的实验结果数据,并进行了统计学分析,结果发现沙疗对骨性关节炎的治疗有很好的效果,不仅从直观的疼痛感受方面,而且从血液流变学指标的改变方面都有所改善。选取股动脉弯曲血管,采用血液与血管壁双向耦合运动的方法,采用人体股动脉在沙疗条件下脉动血流速度为入口边界条件,用力学分析软件ANSYS对沙疗前后股动脉弯曲血管中血液流动进行模拟计算,结果发现沙疗后最大速度增加了22.76%,沙疗后股动脉弯曲段的低壁面切应力增大了12.32%,沙疗后血管壁附近的血液流动速度加快,二流流动现象减弱,这表明沙疗能有效的预防动脉粥样硬化类疾病。选取股动脉锥形血管进行血流动力学研究,采用血液与血管壁双向耦合运动的方法,用力学分析软件ANSYS对沙疗前后股动脉锥形血管中血液流动进行模拟计算,结果发现血流速度随着锥度的增加血流速度逐渐增大,但在弯曲处又较低,沙疗后血管壁面切应力的最大值增加了8.32%,血管VonMisesStress应力在锥形血管弯曲处变化比较明显,随着血管锥度的增加,血管Von-Mises-Stress应力逐渐增加,这意味着对预防和改善血管壁变厚、动脉粥样硬化及血栓形成有一定的积极作用。

论文目录

摘要

Abstract

第一章绪论

1.1 概述

1.2 研究现状

1.2.1 沙疗研究现状

1.2.2 血流动力学研究现状

1.2.3 动脉力学研究现状

1.3 研究背景及意义

1.4 本文的研究内容

第二章沙疗对骨性关节炎影响的实验研究

2.1 骨性关节炎与血液流变学指标之间的关系

2.2 沙疗对骨性关节炎的影响

2.3 实验方法及过程

2.3.1 病例选择

2.3.2 实验方法

2.3.3 数据采集

2.4 统计学分析

2.5 结果与讨论

2.5.1 结果

2.5.2 结论

2.6 本章小结

第三章计算流体力学基本理论

3.1 计算流体力学

3.1.1 流体的性质

3.1.2 控制方程

3.1.3 边界条件

3.1.4 数值求解方法

3.2 锥形血管理论问题

3.2.1 血液流动

3.2.2 血管壁运动

3.2.3 耦合运动的边界条件

3.3 流固耦合

3.3.1 流固耦合基本理论

3.3.2 流固耦合计算

3.4 .CFD方法介绍

3.5 本章小结

第四章股动脉弯曲管血流动力学模拟计算

4.1 模拟计算

4.1.1 几何建模

4.1.2 材料属性

4.1.3 边界条件

4.1.4 计算设定

4.2 结果与讨论

4.2.1 血流速度场

4.2.2 壁面切应力

4.2.3 血管变形与Von Mises Stress

4.2.4 二次流

4.3 本章小结

第五章股动脉锥形管血流动力学模拟计算

5.1 模拟计算

5.1.1 几何建模

5.1.2 材料属性

5.1.3 边界条件

5.1.4 收敛判断

5.2 结果与讨论

5.2.1 血流速度场

5.2.2 壁面切应力

5.2.3 血管变形与Von Mises Stress

5.3 本章小结

第六章结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 韩晓科

导师: 富荣昌

关键词: 沙疗,生物力学,血流动力学,流固耦合,数值模拟

来源: 新疆大学

年度: 2019

分类: 基础科学,医药卫生科技

专业: 力学,临床医学

单位: 新疆大学

分类号: R454;O35

总页数: 74

文件大小: 3100K

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