用于主动脉流患者特异性多尺度CFD模拟的Windkessel模型参数快速估计方法
流体动力学
2022-07-14 v1 计算物理
摘要
来自计算流体动力学 (CFD) 模拟的主动脉血流动力学可对相关心血管疾病提供全面分析。将三元件 Windkessel 模型与患者特异性 CFD 模拟耦合以形成多尺度模型，是获取更真实流场的一种趋势性方法。然而，Windkessel 模型的一组参数（如 R_c、R_p 和 C）需要逐例调整以反映患者特异性流动条件。在本研究中，我们提出了一种在生理与病理条件下快速估计这些参数的方法。该方法包括以下步骤：(1) 使用稳态 CFD 模拟求各分支的几何阻力；(2) 考虑几何阻力，通过求解流路系统，使用模式搜索算法搜索参数空间；(3) 使用优化后的 Windkessel 模型参数进行主动脉流的多尺度建模。该方法通过一系列数值实验验证，显示了其灵活性与鲁棒性，包括来自健康主动脉几何或狭窄几何的各下游分支的生理与病理流动分布。本研究展示了一种灵活且计算高效的方式来捕获主动脉中的患者特异性血流动力学，促进了主动脉流的个性化生物力学分析。
引用
@article{arxiv.2207.05867,
title = {A fast approach to estimating Windkessel model parameters for patient-specific multi-scale CFD simulations of aortic flow},
author = {Zongze Li and Wenbin Mao},
journal= {arXiv preprint arXiv:2207.05867},
year = {2022}
}
备注
17 pages, 8 figures