شبیه سازی جریان غیرنیوتنی خون در محل دو شاخگی رگ به روش شبکه بولتزمن

روش شبکه بولتزمن به واسطه سادگی اعمال آن و سهولت در شبیه سازی انواع جریان های چند جزئی در محیط های با هندسه پیچیده بر دیگر روش های سیالات محاسباتی برتری دارد. همچنین قابلیت محاسبه سرعت و تنش برشی به صورت محلی این روش را برای بررسی خواص همودینامیکی خون مناسب می نماید. خون، به دلیل داشتن ماهیت محلول حاوی ذرات معلق، دارای خواص غیر نیوتنی می باشد و لذا در تقریب اولیه می توان از مدلی مناسب برای معادله ساختاری آن بهره گرفت. در این پایان نامه از مدل کاریویاسودا استفاده شده است. گرچه عوامل فیزیولوژیکی و شیمیایی پیچیده ای در تشکیل پلاک های رسوبی در محل های خاص مثل دوشاخه ها دخیل هستند ولی نشان داده می شود که تنها با بررسی خواص مکانیکی جریان نوسانی می توان عوامل بروز و رشد این آسیب دیدگی ها در عروق را شناسایی نمود. در این تحقیق رگ کاروتید را به صورت دوبعدی شبیه سازی شده است. مقایسه جریان های نیوتنی و غیرنیوتنی چه در حالت پایا و چه در حالت جریان نوسانی نشان داد که در حالت غیرنیوتنی جریان های برگشتی ایجاد شده و گردابه ها محدوده کوچکتر و تنش برش دیواره مقادیر بزرگتری دارند. طبق معیاری معین، روند تدریجی انباشت ذرات چربی با تکرار چند مرحله متوالی شبیه سازی و اصلاح همزمان هندسه رگ دوشاخه انجام گرفت که الگوی پدیدار شده مطابقت خوبی با تصاویر اسکن شده از نمونه واقعی داشت و نشان داد که محل های نزدیک انشعاب جریان در قسمت کاروتید داخلی مستعد تشکیل رسوب میباشد. معیار مورد استفاده فاکتور نوسانی برش (osi)بوده است. شبیه سازی های انجام گرفته به صورت دو بعدی و نماینده صفحه تقارن دو شاخگی بوده و نمی تواند بیان گر واقعی پدیده باشد. از این روست که کار را با یک تعمیم ابتدایی به حالت سه بعدی برای جریان گذرنده از یک رگ ساده دارای گرفتگی موضعی، با فرض تقارن محوری ادامه داده و پیش بینی محل گرفتگی در آن مطالعه گردید. این تعمیم با استفاده از نوشتن معادله شبکه بولتزمن در مختصات استوانه ای انجام گرفت.