具有生理驱动与加载条件的主动脉心脏瓣膜动力学浸入边界模型
计算工程、金融与科学
2017-03-29 v1
摘要
浸入边界（IB）方法是用于流固耦合问题的数学与数值框架，处理弹性结构浸入粘性不可压缩流体中的特定情况。IB 方法处理此类问题时，以拉格朗日形式描述浸入结构的弹性，以欧拉形式描述耦合流固系统的动量、粘性和不可压缩性。拉格朗日变量与欧拉变量之间的相互作用由以 Dirac delta 函数为核的积分方程来传递。IB 方法为涉及薄弹性边界和厚粘弹性体的流固耦合模型提供了统一的表述。在本工作中，我们描述了 IB 方法的一种自适应交错网格版本在主动脉心脏瓣膜流体动力学三维仿真中的应用。我们的模型将主动脉瓣的薄瓣叶描述为浸入弹性边界，并将主动脉根部的壁描述为厚的半刚性弹性结构。使用生理左心室压力波形驱动通过模型瓣膜的流动，并由拟合于临床数据的降维（零维）循环模型提供动态压力加载条件。我们使用该模型和方法模拟了多个心动周期内的主动脉瓣动力学。结果表明，该模型能快速达到周期性稳态，在该状态下于生理压力下获得生理心输出量。然而，这些真实的流速并未在模型中指定，而是从流固耦合仿真中涌现出来的。
引用
@article{arxiv.1703.09265,
title = {Immersed boundary model of aortic heart valve dynamics with physiological driving and loading conditions},
author = {Boyce E. Griffith},
journal= {arXiv preprint arXiv:1703.09265},
year = {2017}
}