血管几何触发的韦默斯利流动中的共振谱级联

年龄相关的动脉重塑以逐渐失去弹性纤维功能并伴随血管硬化为主，在许多血管床中还伴随可测量的几何重塑（例如延长和扭曲）。这些变化因临床相关性，因它们修改了脉动相位关系、近壁剪切应力和轴向输运，然而几何如何调制谱能量再分配的精确物理机制仍不充分了解。虽然复杂几何已知会增加粘性阻力，但其在调制流动动力学中的主动作用尚未完全理解。本文通过求解数学模型，展示了动脉几何可触发流动短程波分量的能量共振转移。该研究在生理范围的韦默斯利数（Wo，即脉动频率的无量纲度）下进行，揭示了双重动态。全局波能始终衰减，由负增长率（G < 0）确认，表明流动不会出现指数级不稳定。然而，谱宽化比（R），即衡量高波数模式能量与低波数模式能量之比的指标，在中间Wo值处呈现尖锐、非单调峰值。这一结果识别出一种共振频率，在此频率下，几何在产生谱复杂度方面最为高效，尽管整体流动正在衰减。这些发现重新框定了动脉几何从被动耗能器到流动谱内容调制器的作用，表明谱诊断可为血管健康提供灵敏的标记。