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一个优秀的CFD仿真,不是建模的复杂度,而是能说明其意义

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怎么才是一个优秀的仿真?
建模越复杂越好?网格越多越好?和实验越匹配越好?
众说纷纭,咱也不妄下定论。。。
          
我们看看下面一篇2024年在《Science Advances》上的CFD文章,仿真一个简单的内流场流动。。。
 
文章中的CFD(计算流体动力学)模拟部分是为了分析运动对小鼠主动脉弓血流动力学的影响。以下是该部分的详细描述:
          
l  超声心动图(Ultrasound): 首先,使用超声心动图技术对麻醉状态下的小鼠进行成像,以获取主动脉弓的B模式图像和脉冲波(PW)多普勒图像。这些图像用于分析血流速度和主动脉弓的解剖结构。    
          
l  三维模型重建: 利用超声心动图获取的B模式图像,研究人员重建了主动脉弓的三维结构模型,包括血管壁的曲率和分支。

          
l  边界条件设置: 使用ECG门控的脉冲波多普勒测量结果来确定主动脉弓入口的时间依赖流速,这作为CFD模型的入口边界条件。出口边界条件则基于三个元素Windkessel模型,分别对应于颈总动脉、左颈总动脉、左锁骨下动脉和降主动脉。
          
l  CFD模拟: 通过CFD模拟,研究人员重现了心脏周期内的速度彩色流线,以及主动脉弓大弯曲处的峰值速度轮廓和主动脉弓小弯曲处的时间平均壁剪切应力(TAWSS或τave)。
          
l  模拟结果: CFD模型显示,在主动脉弓的小弯曲处存在低TAWSS和血流再循环。通过模拟运动增强的PSS,研究人员发现TAWSS在小弯曲和大弯曲处都有所增加,并且运动减少了小弯曲处的血流再循环和OSIave(时间平均振荡剪切指数)。    

          
l  运动对血流动力学的影响: 通过在模拟中加入心率和血流的变化,研究人员展示了运动如何通过增加PSS来调节TAWSS和OSIave,从而减轻主动脉弓小弯曲处的扰动血流。
              
l  血流动力学与SCD1激活的关系: 研究人员进一步探讨了运动增强的PSS如何激活内皮SCD1,以及这种激活如何促进了血管保护性脂质代谢产物的产生。
          
CFD模拟是这项研究的关键技术之一,它使研究人员能够在模拟环境中观察和量化运动对血管血流动力学的影响,以及这些变化如何与内皮细胞的功能和代谢活动相互作用。通过这种方法,研究人员能够更好地理解运动如何通过血流动力学的改变来促进血管健康,并为心血管疾病的治疗提供了新的见解。
    


来源:CFD饭圈
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著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2024-09-08
最近编辑:1月前
CFD饭圈
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