مطالعه عددی شریان اتساع پذیر و بررسی تاثیر جنس و هندسه بر همودینامیک جریان سیال و توزیع تنش در جداره

امروزه، بیماری های شریانی به عنوان یکی از عمده ترین عوامل مرگ و میر در جوامع بشری شناخته می شوند. مهمترین فاکتور مکانیکی که اثر انکارناپذیری بر روی این بیماری ها دارد، همودینامیک جریان است که شامل توزیع تنش جداره می باشد. با توجه به این که فاکتورهایی نظیر هندسه، خواص دیواره، خواص خون و غیره در شکل گیری الگوها و همودینامیک جریان تأثیر بسیاری دارند، تا کنون محققان به دلیل محدودیت در انجام آزمایش بر روی شریان های بدن، تنها به بررسی قسمتی از مسائل مربوط به شریان ها پرداخته اند و عمدتاً در مطالعات بیومکانیکی انجام گرفته بر روی شریان های موجود در بدن، تمرکز بحث بر روی رفتار سیال درون شریان بوده است و اغلب در مدل سازی ها رفتار دیواره، صلب در نظر گرفته شده است. در این مطالعه تلاش گردیده است تا خلا موجود با در نظر گرفتن جنس و هندسه ی متفاوت برای دیواره شریان و مقایسه ی آنها با یکدیگر، از بین برود. بدین منظور در روند انجام پایان نامه، جهت اعتبار سنجی روش حل به کار گرفته شده برای شریان اصلی (شریان آئورت)، ابتدا یک شریان الاستیک دارای گرفتگی 45 درصدی متقارن محوری، در محیط ورک بنچِ نرم افزار انسیس مدل می شود و نتایج به دست آمده از تحلیل در این نرم افزار، با مقالات موجود مقایسه می گردد. سپس با بهره گیری از اطلاعات به دست آمده توسط سایر محققان و افزودن پارامترهای مختلف و نوین شبیه سازی نظیر اتساع پذیر بودن دیواره، استفاده از مدل یک لایه و توسعه ی آن به مدلی سه لایه و استفاده از مدل های الاستیک و هایپرالاستیک همراه با در نظر گرفتن رفتار ضربانی و واقعی جریان خون و اعمال برهمکنش سیال- جامد یک طرفه، توزیع تنش در درون جداره ی آئورت برای مدل های گوناگون، به دست آمده است. نتایج حاصل از مدل سازی های شریان آئورت نشان می دهند که، در حالت یکسان بودن هندسه شریان، تنش های ون مایزز در آئورت با رفتار الاستیک نسبت به آئورت با رفتار هایپرالاستیک، دارای مقادیر بزرگتری می باشند و برای حالتی که جنس شریان ثابت باشد و هندسه شریان متفاوت باشد، شریان با شعاع انحنای کوچکتر دارای مقادیر تنش بزرگتری خواهد بود و ماکزیمم مقدارشان در قسمت بالا رونده شریان آئورت اتفاق می افتد. از این رو، این ناحیه از شریان آئورت بدلیل مواجهه با مقادیر تنش بالاتر، جهت بروز بیماری هایی نظیر پارگی مستعدتر به نظر می رسد.