颈总动脉末段流固耦合计算流体力学分析的开题报告

颈总动脉末段流固耦合计算流体力学分析的开题报告开题报告课题名称：颈总动脉末段流固耦合计算流体力学分析1.选题的背景与意义颈总动脉是连接颈部和大脑的主要血管之一，其末梢分叉处是脑供血的关键部位。由于流体力学的特殊性质，当血液通过颈总动脉末段时，会受到血管壁表面的影响，形成流固耦合现象。该现象存在多种生理和病理因素，如动脉硬化、高血压、动脉瘤等，都能引起血流动力学的变化，对颈总动脉末端的血流分布产生影响，从而影响脑供血和神经系统功能。因此，对颈总动脉末段的流固耦合分析有重要意义。2.目前研究的现状目前，对颈总动脉末端的流固耦合研究主要采用数值模拟方法，如计算流体力学（CFD）和有限元分析（FEA）。其中，CFD是一种将连续介质流体力学定律应用于流体流动问题，通过数值方法求解流体流动的模拟方法。FEA则是将颈总动脉末端血管壁建模为一个弹性体，通过有限元分析和材料力学模型求解血管的应变和变形。这些方法可以定量地描述血流动力学的变化和血管壁的应变，为临床研究提供了重要依据。3.研究内容和计划本研究旨在采用CFD和FEA方法，分别对颈总动脉末梢血流和血管壁的应变进行数值模拟计算，进一步分析血流动力学和血管结构的关系，揭示血流动力学的变化对于颈总动脉末梢病理生理机制的影响。具体研究步骤如下：（1）建立三维颈总动脉末段的数值模型，采用医学影像技术获取颈总动脉末段的三维几何数据，构建数值模型。（2）通过CFD方法，计算颈总动脉末梢的血流动力学特征参数，如血流速度、血流压力等。（3）通过FEA方法，计算颈总动脉末梢的血管壁的应变和变形情况，分析其对于血流动力学的响应。（4）建立流固耦合模型，将CFD和FEA的计算结果进行耦合计算，分析血管壁应变对于血流动力学的影响。4.预期结果本研究通过数值模拟计算颈总动脉末段的流固耦合效应，以期揭示血管壁应变和血流动力学特征之间的关系，从而深入了解颈总动脉末梢病理生理机制。预期结果如下：（1）建立颈总动脉末段的数值模型，并验证模型的准确性和可行性；（2）通过CFD方法计算颈总动脉末梢的血流动力学特征参数，并分析其影响因素；（3）通过FEA方法计算颈总动脉末梢的血管壁的应变和变形情况，并分析其对于血流动力学的响应；（4）建立流固耦合模型，分析血管壁应变对于血流动力学的影响，并探讨相关的病理机制。5.参考文献[1]GuT,KarmonikC,YangX,etal.Anumericalstudyonpulsatilebloodflowthroughastenosedcarotidbifurcation.JBiomech,2015,48(6):1111-1118.[2]FinolEA,AmonCH.Flow-inducedvibrationofabifurcationmodelofthecarotidartery.JFluidsStruct,2003,17(2):219-235.[3]GaoH,LongQ,GravesMJ,etal.Developmentofafluid-solidcouplingmodelofbloodvessel-wallinteraction.JBiomech,2013,46(4):703-712.[4]MorsiYS,SochiT.Shapeoptimizationofcarotidarterybifurcationbasedonlumenshaperatioforbloodflowandheattransferproblem.IntJNumerMethodsBiomedEng,2019,35(8):e3227.[5]PanY,ZhangM,LinD,etal.Acomputationalstudyoffluid-solidinteraction