从体内数据确定心血管模拟中阻力型边界条件的最优控制方法
数值分析
2023-08-08 v2 计算工程、金融与科学
数值分析
最优化与控制
摘要
恰当边界条件的选择是心血管系统计算流体动力学（CFD）模拟中的基本步骤。事实上，边界条件高度影响计算得到的压力与流速，进而影响具有临床意义的血流动力学指标（如壁面切应力）。设计自动化的边界条件选择程序对于实现可重复的模拟至关重要。然而，最常见的技术并不能自动同化患者特异性数据，而是依赖昂贵且耗时的手动调参过程。本工作中，我们提出一种基于最优控制的出口边界条件自动估计技术。将阻力型边界条件的值设为控制变量并优化以匹配可用的患者特异性数据。在四个主动脉弓上的实验结果表明，所提框架比基于 Murray 定律和 Ohm 定律的另外两种常用技术能更准确地同化 4D-Flow MRI 数据。
引用
@article{arxiv.2104.13284,
title = {An optimal control approach to determine resistance-type boundary conditions from in-vivo data for cardiovascular simulations},
author = {Elisa Fevola and Francesco Ballarin and Laura Jiménez-Juan and Stephen Fremes and Stefano Grivet-Talocia and Gianluigi Rozza and Piero Triverio},
journal= {arXiv preprint arXiv:2104.13284},
year = {2023}
}