آموزش شبیه سازی جریان خون به عنوان یک سیال غیرنیوتنی

آموزش شبیه سازی جریان خون به عنوان یک سیال غیرنیوتنی


750,000 تومان

( آخرین بروزرسانی : 14 شهریور, 1401 )

بررسی اجمالی محصول

با خرید این محصول، ویدئوی آموزش شبیه سازی جریان خون به عنوان یک سیال غیرنیوتنی در نرم افزار ansys fluent به همراه فایل شبکه بندی آن (msh.) را دریافت خواهید کرد.

نقد و بررسی : آموزش شبیه سازی جریان خون به عنوان یک سیال غیرنیوتنی

شرح مسأله

مسأله حاضر به شبیه سازی جریان خون درون یک رگ دارای گرفتگی با استفاده از نرم افزار ansys fluent پرداخته است. سیالات از نظر نوع ویسکوزیته خود به دو دسته سالات نیوتنی و غیر نیوتنی تقسیم می شوند. لزجت یا ویسکوزیته یک سیال پارامتری است که میزان مقاومت آن سیال را در مقابل جاری شدن نشان می دهد. سیالات نیوتنی به سیالاتی می گویند که از قانون ویسکوزیته نیوتون (تنش برشی در یک سیال نیوتنی با نرخ کرنش به صورت خطی تغییر می کند) پیروی می کنند و همچنین ویسکوزیته آنها تنها به دما و فشار سیال بستگی دارد و با اعمال نیرو به آنها در دما و فشار ثابت، ویسکوزیته آنها تغییر نمی کند؛ در حالی که سیالات غیرنیوتنی به سیالاتی می گویند که از قانون سیالات نیوتنی پیروی نمی کنند و همچنین ویسکوزیته آنها با اعمال نیرو بر آنها تغییر می کند. در این شبیه سازی از خون با چگالی برابر با 1050 kg.m-3 به عنوان سیال استفاده شده است که جزء سیالات غیرنیوتنی به حساب می آید. بنابراین، برای تعریف ویسکوزیته سیال در نرم افزار از مدل معادله carreau استفاده شده است. در این مدل، مقدار ویسکوزیته در تنش برشی صفر برابر با 0.022 kg.m-1.s-1 و ویسکوزیته در تنش برشی اولیه برابر با 0.0022 kg.m-1.s-1 تعریف شده است. جریان خون با سرعتی معادل با 0.25 m.s-1 وارد رگ می شود و با فشاری معادل با فشار اتمسفر از آن خارج می شود. معادله مدل carreau به فرم زیر تعریف می گردد.

 

 

گام اول) ترسیم هندسه و شبکه ­بندی

مدل حاضر به صورت دو بعدی و با استفاده از نرم ­افزار design modeler طراحی شده است. مدل به صورت بخشی متقارن از یک مدل سه بعدی طراحی شده است که شامل یک ورودی و یک خروجی و یک دیواره دارای فرورفتگی می باشد.

 

 

شبکه ­بندی مدل حاضر با استفاده از نرم ­افزار ansys meshing انجام گرفته است. شبکه ­بندی به صورت بدون سازمان انجام گرفته و تعداد سلول­ های تولیدی در این مدلسازی برابر 5302 است.

 

 

گام 2) مراحل شبیه ­سازی

برای شبیه ­سازی مدل حاضر، چند فرض در نظر گرفته شده است که عبارتند از:

  • شبیه­ سازی براساس دیدگاه مبتنی بر فشار (pressure-based) صورت گرفته است.
  • شبیه ­سازی فقط در حالت سیالاتی انجام گرفته است و به انرژی و انتقال حرارت نپرداخته است.
  • شبیه ­سازی حاضر از نظر زمانی ناپایا (unsteady) می­باشد؛ یعنی ترم زمان در حل مسأله لحاظ شده است.
  • اثر گرانش زمین (gravity) بر روی مدل معادل با 9.81- kg.m-3 و در راستای محور y در نظر گرفته شده است.

 

خلاصه ­ای از مراحل تعریف مسأله و تعریف حل آن در جدول زیر آمده است:

 

 

گام سوم) نتایج نهایی

پس از پایان فرایند حل، کانتورهای دو بعدی مربوط به فشار و سرعت و همچنین نمودار تغییرات مقدار فشار و سرعت در راستای محور مرکزی مدل و نمودار تغییرات تنش برشی دیواره در راستای سطح بیرونی دیواره رگ به دست آمده اند.

 

 

دیدگاه

دیدگاهی ثبت نشده.

اولین نفری باشید که نظر می دهید برای “آموزش شبیه سازی جریان خون به عنوان یک سیال غیرنیوتنی”