基于 a-FSI 血流模型量化动脉血流动力学中粘弹性参数的不确定性
流体动力学
2021-02-12 v2 数值分析
数值分析
摘要
本工作旨在在一维人体动脉血流动力学建模中，识别并量化与表征动脉壁行为的弹性和粘弹性参数相关的不确定性。所选不确定参数被建模为随机高斯分布变量，使控制方程组随机化。所提方法最初在一个模型方程上得到验证，通过详尽的收敛性研究确认了随机配置方法的谱精度以及用于求解数学模型的 IMEX 有限体积格式的二阶精度。随后，针对基线及患者特异性的单动脉测试用例，将单变量和多变量不确定性量化分析应用于 a-FSI 血流模型。比较流量和速度波形的变异性与压力和面积的变异性时，呈现出不同的敏感性，后两者对血管壁的力学表征背后的参数不确定性要敏感得多。考虑简单弹性本构定律和更真实的粘弹性本构定律进行的模拟表明，粘度参数的巨大不确定性在压力波形预测中起主要作用，扩大了该变量的置信区间。体内记录的患者特异性压力数据落在所提方法输出结果的置信区间内，且计算压力的期望值与记录的波形相当。
引用
@article{arxiv.2007.01907,
title = {Uncertainty quantification of viscoelastic parameters in arterial hemodynamics with the a-FSI blood flow model},
author = {Giulia Bertaglia and Valerio Caleffi and Lorenzo Pareschi and Alessandro Valiani},
journal= {arXiv preprint arXiv:2007.01907},
year = {2021}
}