دانلود مقاله مدلسازی سیستم گردش خون در شریانها با استفاده از متد المان محدود

دانلود مقاله مدلسازی سیستم گردش خون در شریانها با استفاده از متد المان محدود

چکیده :

هدف این تحقیق شبیه سازی رفتار سیستم گردش خون طوری که بتواند جنبه های کلی این رفتار و به ویژه رفتار درخت شریانی را بازگو کند، می باشد.. به طور کلی شبیه سازی هر پدیده واقعی در صورتیکه به صورت مطلوبی انجام گیرد می تواند در شناخت بررسی و تحلیل آن ابزار اصلی باشد. امروزه علم شبیه‌سازی را در شاخه های مختلفی می تواند دید و علم مهندسی پزشکی دارای ابزارهای شبیه سازی پدیده‌های زیستی در بدن آدمی می باشد.

سیستم قلب و عروق یکی از زمینه هایی است که از دیرباز توجه بسیاری از محققین به بررسی و شناخت رفتار آن معطوف بوده است و از آنجا که این سیستم به صورت تعاملی از اعضای تشکیل دهنده اش عمل می کند، بررسی آن به صورت سیستمی از اعضایش کارآمدتر واقع می شود. از این رو است که در تاریخچه تحقیق انجام شده در این موضوع می توان ردپای ایده «دیدگاه سیستمی» را مشاهده کرد ولی پیچیدگی مکانیکی رفتار آن مانعی در این راه بوده و جهت غلبه بر این مانع دیدگاههایی که آن را به صورت مدارهای الکتریکی یا اجزای لامپ شده در نظر گرفته اند، وارد عمل شده اند. ظهور روشهای عددی در علم مکانیک ابزار دیگری را در این باب در اختیار محققین قرار داد. یکی از این روشها، روش اجزای محدود است که در این تحقیق نیز مورد استفاده قرار می گیرد.

با داشتن ابزاری که بتواند رفتار سیستم گردش خون را مدل کند، می تواند تاثیر بیماریها بر رفتار آن را مدل کرد و از این راه دید روشنی از تاثیرات آنها بر روی سیستم داشته و راهکار مناسبی در جهت درمان در پیش گرفت. از نظر اهداف آموزشی، می تواند با کمک تجهیزات و لینک کردن این تجهیزات با ابزار موجود جهت شبیه سازی، عملا نمونه شبه زنده ای از این سیستم را ارایه نمود. از نظر اهداف پیش بینی کننده، چنین ابزاری می تواند برای پیش بینی اتفاقاتی که هنگام برخی اعمال جراحی مانند عمل بای پس در جراحی قلب و یا در برخی اعمال جراحی رگهای مغز، در تغییر فشار و جریان خون، رخ می دهند، مورد استفاده قرار گیرد.

–

فهرست مطالب

چکیده ۵

مروری بر کارهای پیشین۶

مقدمه۸

روش مدلسازی ۹

معادلات حاکم بر جریان خون در یک درخت شریانی ۱۲

معادلات حاکم بر پیوستگی و بقای مومنتوم۱۲

معادلات حاکم بر انشعابها ۱۳

رابطه بین فشار خون و سطح مقطع شریان ۱۵

مدل تحلیلی رابطه فشار- سطح مقطع ۱۵

مدل استریتر ۱۵

مدل رینز ۱۶

مدل اسکالاک ۱۶

معادله حالت کلی ۱۷

معادله حالت خون ۱۹

مدل توانی ۲۰

مدل کیسونی ۲۰

بررسی روش انجام شده ۳۰

فرموله کردن مدل۳۰

هدایت المان ۳۲

ماتریس هدایت جهانی ۳۵

شرایط مرزی و یا نقاط انتهایی ۳۷

مراحل محاسباتی ۳۷

نتایج محاسبات۳۹

جریان ایستا ۳۹

اصطلاحات به کار برده شده در برنامه مطلب ۴۰

اعتبار سنجی مدل۴۳

جدول شماره ۱ ۴۴

جدول شماره ۲ ۵۲

جدول شماره ۳ ۵۳

مراجع۵۴