شبیه سازی جریان خون ضربانی در رگ انعطاف پذیر به روش شبکه ی بولتزمن و بررسی اثر پارامترهای مختلف

بروز وگسترش بیماری تصلب شرائین و به دنبال آن انسداد عروق درشریان های بزرگ وحیاتی منجربه بروز اختلالات بسیاری درسیستم گردش خون بدن می شود. عوامل همودینامیکی در گسترش این بیماری نقش عمده ای را ایفامی کنند. یک چالش اساسی که در این جا مورد توجه قرار می دهیم، کوپل موثر سیال و سازه در حالت دایمی و ضربانی می باشد. هدف از پروژه ی حاضر شبیه سازی جریان پالسی خون در رگ انعطاف پذیر می باشد. معادلات سیال توسط روش شبکه ی بولتزمن و معادلات سازه توسط روش دینامیکی اجزاء محدود حل شده است. کدنویسی به زبان فرترن انجام شده است. روش کوپلینگ صریح دو طرفه برای کوپله نمودن بر هم کنش سازه و سیال انتخاب شده است که نیرو را توسط حل گر سیال محاسبه نموده و به سطح تماس منتقل می نماید. سپس با داشتن نیروهای سیال، توسط حل گر جامد جابجایی ها و سرعت ها را محاسبه می کند. از دو حلگر مجزا برای سیال و جامد استفاده شده است. جامد به صورت جسم متقارن محوری و الاستیک خطی در نظر گرفته شده است و از میرایی تناسبی برای شبیه سازی میرایی جامد استفاده شده است و برای انتگزال گیری زمانی از روش ضمنی نیومارک استفاده شده است و مدل سیالی که برای شبکه ی بولتزمن درنظر گرفته شده است یک مدل دو بعدی و نیوتنی است. در این پروژه در شرایط مرزی ورودی و خروجی مختلف اثر انعطاف پذیری بر پروفیل سرعت و تنش برشی سنجیده شده است. از شرایط مرزی سرعت ورودی و فشار خروجی در شبیه سازی ها استفاده شده است. ابتدا سرعت ورودی و فشار خروجی ثابت در حالت انعطاف پذیر و صلب مورد مقایسه قرار گرفته شده است. در گام بعدی اثر سرعت ورودی پالسی در نتایج بررسی شده است. نتایج نشان می دهد که پروفیل سرعت در حالت انعطاف پذیر به صورت تخت تر می شود و بنابراین تنش برشی در این حالت کاهش می یابد. در نهایت فشار پالسی ورودی و فشار خروجی ثابت مورد بررسی قرار گرفته است در این حالت میرایی نسبت به حالت قبل تاثیر بیشتری بر نتایج دارد و هر چه میرایی کمتر باشد پروفیل سرعت تخت تر می شود.