پایان نامه شبیه سازی قلب در حال تپش، با در نظرگرفتن اندرکنش جداره و میدان جریان

پایان نامه شبیه سازی قلب در حال تپش، با در نظرگرفتن اندرکنش جداره و میدان جریان
مقطع : کارشناسی ارشد مهندسی مکانیک – گرایش طراحی کاربردی
چکیده
هدف از انجام این پژوهش این بوده است که، قلب انسان از لحاظ ساختار هندسی و هم-چنین ویژگی¬های مواد تشکیل¬دهنده آن شبیه سازی شود و حل میدان جریان در بطن چپ قلب انسان با انتخاب شرایط مرزی واقعی و تحلیل اندرکنش سازه-سیال در بطن چپ مورد بررسی قرار گیرد. با استفاده از نتایج تجربی موجود در مقالات( نتایج آزمایش¬های تنش) ضرائب مدل¬های هایپرالاستیک مختلفی که به¬طور معمول برای توصیف رفتار بافت قلب استفاده می¬شود، محاسبه شده است. برای شبیه¬سازی و تحلیل المان محدود قلب، مدل هندسی دقیقی( با صرف¬نظر از دریچه¬ها) از قلب، سمت چپ قلب(شامل دهلیز و بطن چپ) و بطن چپ در نرم¬افزار میمیکس ساخته شده است. بعد از تولید شبکه در نرم¬افزار آی¬سی¬ای¬ام ، میدان جریان خون در نرم¬افزار فلوئنت و بافت جامد در نرم¬افزار انسیس تحلیل شده است. با در نظرگرفتن بافت نرم با توصیف رفتاری هایپرالاستیک و سیال خون به¬عنوان یک سیال غیرنیوتنی، اندرکنش سازه-سیال بطن چپ قلب انسان با اعمال شرایط مرزی واقعی ¬مورد بررسی قرار گرفت.
کلمات کلیدی: شبیه¬سازی، قلب، بطن چپ، انسیس، میدان جریان خون، مدل هندسی.

فهرست
1- فصل اول 1
1-1- مقدمه 2
1-1-1- آناتومی قلب 4
1-1-1-1-دهلیز راست 7
1-1-1-2-بطن راست 7
1-1-1-3-دهلیز چپ 8
1-1-1-4-بطن چپ 8
1-1-1-5-سرخرگ ‌های کرونری 9
1-1-1-6-دستگاه تحریکی- هدایتی قلب 9
1-1-1-7-سیکل قلبی 12
1-1-1-8-الکتروکاردیوگرام 16
1-1-1-9-جریان خون در بدن 18
1-1-2- لزجت خون 19
1-1-2-1-برون‌ده قلبی 20
1-1-2-2-لایه های قلب 21
1-1-2-3-لایه میوکارد 21
2- فصل دوم 23
2-1- مروری بر تحقیقات گذشته 24
3- فصل سوم 51
تشریح معادلات مواد هایپرالاستیک و ویسکوالاستیک و معادلات حاکمه بر میدان جریان سیال]34،38،42،43 [ 52
3-1- مقدمه 52
3-1-1- ماده هایپرالاستیک 52
3-1-1-1-آیزوتروپی 53
3-1-1-2-تابع چگالی انرژی کرنش 53
3-1-2- مدلهای هایپرالاستیک پیشنهادی 60
3-1-2-1-مدل نئو-هوکین 60
3-1-2-2-مدل مونی-ریولین 61
3-1-2-3-مدل آرودا-بویس 61
3-1-2-4-مدل مارلو 62
3-1-2-5-مدل اگدن 62
3-1-2-6-مدل چند جمله ای 63
3-1-2-7-مدل چند جمله ای تقلیل یافته 63
3-1-2-8-مدل ون در والس 64
3-1-2-9-مدل یوح 65
3-1-2-10-انبساط گرمایی 65
3-1-3- ماده ویسکوالاستیک 65
3-1-3-1-تاریخچه 67
3-1-3-2-کرنش کوچک 67
3-1-3-3-کرنش بزرگ 69
3-1-4- ماده ویسکوهایپرالاستیک 70
3-2- آزمایشهای تجربی 71
3-2-1- آزمایش تک محوره 75
3-3- روش لاگرانژ- اویلر دلخواه 76
3-4- معادلات جریان سیال 78
3-4-1- روش شبکه متحرک 79
3-4-2- نحوه به روز رسانی شبکه متحرک 79
3-4-3- هموار کردن به وسیله المان‌های فنر 80
3-4-3-1-هموار سازی بر اساس نفوذ 81
3-4-4- معادلات حاکمه اندرکنش سازه-سیال[39] 84
3-4-4-1-الگوریتمهای حل[38] 85
3-5- مدلهای خون]43[ 89
4- فصل چهارم 91
4-1- مدل نمودن سمت چپ قلب و بطن چپ در نرم افزار میمیکس 92
4-1-1- گام نخست: شبیه سازی هندسه واقعی 93
4-1-2- بازسازی هندسه واقعی 95
4-1-3- پردازش تصویر و تولید حجم سه بعدی 95
4-1-4- بررسی چگونگی شرایط مرزی 100
4-1-5- بررسی شرط مرزی ورودی 103
4-1-6- بررسی شرط مرزی خروجی 107
4-1-7- محدودیتهای شبیه سازی 109
4-1-8- انتخاب مدل هایپرالاستیک برای مدلسازی بافت نرم قلب(میوکاردیوم) 113
مدل نئو-هوکین 114
4-1-9- مدل مونی-ریولن با دو متغیر 115
4-1-10- مدل مونی-ریولین با پنج متغیر 116
4-1-11- نتیجه گیری 118
4-1-12- بررسی المانهای استفاده شده در تحلیل جامد 118
5- فصل پنجم-نتایج 120
5-1- نتایج اولیه به دست آمده در نرم افزار میمیکس 121
5-1-1- محاسبه کسر تخلیه قلب 123
5-2- مطالعه شبکه 126
5-2-1-نتیجه گیری 133
5-3- میدان جریان خون در بطن چپ قلب انسان 134
5-3-1- میدان جریان خون در بطن چپ با جداره ثابت با سرعت ثابت در دریچه میترال(ورودی بطن چپ) در فاز پنجاه درصد 135
5-3-2- میدان جریان خون در بطن چپ با جداره ثابت با سرعت متغیر در دریچه میترال(ورودی بطن چپ) در فاز پنجاه درصد 137
5-4- بررسی تعامل سازه-سیال در بطن چپ 142
5-4-1- مطالعه شبکه 143
5-4-2- بررسی تعامل سازه-سیال در بطن چپ به صورت یکطرفه 145
5-4-3- بررسی تعامل سازه-سیال در بطن چپ به صورت دوطرفه 151
6- فصل ششم 169
6-1- جمع بندی و پشنهادات 170

–
تعداد صفحه :132

توجه :

عناوین پروژه های موجود در سایت فقط به عنوان معرفی در سایت قرار گرفته اند و هیچ گونه فروش و یا لینک دانلودی ندارند