使用网格收敛指数法评估患者特异性主动脉模型 CFD 模拟中的不确定性
流体动力学
2023-09-12 v1 计算物理
摘要
心血管疾病是全球死亡的最重要原因之一。计算流体动力学（CFD）是一种强大的研究工具，可分析动脉的血流动力学与血流模式。在本研究中，进行了 CFD 模拟以评估患者特异性的健康主动脉、梭形与囊状动脉瘤，采用多种网格类型，包括四面体、多面体与多六核心（poly-hexacore）。本研究的目的是探究不同网格类型与网格密度如何影响生理流动的血流动力学特性，旨在确定最具性价比的网格方法。开展了网格无关性研究以确保结果精度，考量壁面切应力分布。为此，为每个几何生成了五种不同的网格分辨率。使用网格收敛指数（GCI）法评估与离散化技术和解相关的模拟不确定性。结果表明，增加网格密度可提供更小的不确定性。壁面切应力的 GCI 值处于收敛范围内，表明结果可靠且准确。网格类型的选择影响我们模拟的精度与计算成本。多面体与多六核心网格在精度与计算成本间取得良好折衷，而四面体网格风格给出最精确但带波动的结果。本工作提供了一种基于网格收敛指数法的系统方法，以选择最合适的网格类型来评估患者特异性健康主动脉及腹动脉瘤主动脉 CFD 模拟中的不确定性。根据发现与 GCI 分析，为所有患者特异性主动脉模型选择了多面体网格类型。研究清晰展示了其相对于其他网格类型的优越性，……
引用
@article{arxiv.2309.05509,
title = {Evaluating Uncertainties in CFD Simulations of Patient-Specific Aorta Models using Grid Convergence Index Method},
author = {Osman Aycan and Adnan Topuz and Lyes Kadem},
journal= {arXiv preprint arXiv:2309.05509},
year = {2023}
}
备注
Research paper