بررسی تنش های محیطی و موثر بر جداره آئورت انسان با درنظرگرفتن گردابه های جریان دین

نویسندگان

1 گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد مرودشت، ارسنجان، ایران

2 گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد مرودشت، ارسنجان، ایران

3 گروه مهندسی پزشکی، واحد ارسنجان، دانشگاه آزاد اسلامی، ارسنجان، ایران

doi
چکیده

در این پژوهش، هدف تحلیل عددی تنش‌های محیطی و مؤثر بر جداره و بررسی نحوه شکل‌گیری جریان دین در آئورت انسان است. مدل سه‌بعدی مبتنی بر تصاویر سی‌تی‌اسکن و بازسازی‌شده با نرم‌افزار میمیکس ایجاد گردید و شبیه‌سازی سیال-سازه به‌صورت ناپایا در نرم‌افزار انسیس انجام گرفت. خون به‌صورت سیال نیوتونی و غیرقابل تراکم مدل‌سازی شد و شرایط مرزی بر اساس دبی ورودی چرخه قلبی و فشار خروجی‌های فیزیولوژیک اعمال گردید. نتایج نشان داد در فاز سیستول، بیشینه سرعت جریان در خروجی‌های آئورت تا حدود 1متر برثانیه و در فاز دیاستول حدود 9/0 متر برثانیه می‌رسد. همچنین، گردابه‌های دین به‌صورت واضح در قوس آئورت شکل گرفته و موجب بازآرایی الگوی جریان و تمرکز تنش در نواحی خاص شدند. بیشینه تنش مؤثر دیواره در حدود 190 کیلو پاسکال و بیشینه کشش محیطی دیواره تقریباً 05/1 کیلو پاسکال در فاز سیستول مشاهده شد. این مقادیر هم‌فاز با موج فشار بوده و بیشترین تمرکز تنش در نواحی داخلی قوس و محل انشعابات رخ داد. نتایج همچنین نشان داد که تغییرات زمانی فشار و دبی باعث نوسان معنادار در میدان تنش دیواره شده و ارتباط مستقیم میان ساختار جریان دین و توزیع تنش‌های موضعی وجود دارد. این یافته‌ها می‌تواند در بهبود مدل‌های پیشرفته دیواره و ارزیابی خطر آترواسکلروز نقش مؤثری داشته باشد.