心脏血液流动的模拟

wonderful

大家好，最近想做心脏血液方面的模拟，很显然，由于心脏的收缩舒张以及血液非牛顿流体的特性，使得这项工作困难非常大，不过很有意义。目前国际上有的采用变形网格的方法做，也有采用浸入边界的方法做的，前者是从已知的心脏运动图象来变形网格，后者则是从心脏肌肉力学特性考虑，我现在想通过变形网格的方法来试试，但是很郁闷的是不知道心脏的网格变形如何去实现，因为心脏的变形明显不是普通的平动或者旋转运动或者等比例收缩扩张，心肌每个部分的运动规律不一致，我觉得这是困难所在，不知道坛子里有谁对这个感兴趣，提提建议或者大家探讨一下，另外，用什么商业软件结合自己的模块开发比较好呢？

anyone

你只做心脏部分还是加上血管?
从已知的心脏运动图象来变形网格是可行的, 不过一般商用软件不会直接支持, 可能需要写用户涵数. 如果能划分出结构网格, 根据运动图象把每时刻边界面定下来, 内部网格可以用TFI来调整.
心脏模拟我知道有人做心脏阀门, 天然的或人造的, 一般是流体驱动的, 涉及流固偶合, 也是比较难的.

anyone

这有篇文章.
http://asme.pinetec.com/bio2001/data/pdfs/a0079182.pdf

wonderful

暂时我想先做心室内的血液流动，血管暂时不包括，尽量简化问题，不知道cfdrc是否可以实现啊？

anyone

包括阀门吗? 阀门开关对流动影响挺大.
用CFD-ACE做动网格没问题, 但具体怎么动你要自己写用户程序了.

bfd

我见过有人用Phoenics做的心脏跳动内部流场模拟，不过作了那些简化我忘了
不过可以试试看

wonderful

下面引用由anyone在 2005/03/11 02:10am 发表的内容：
包括阀门吗? 阀门开关对流动影响挺大.
用CFD-ACE做动网格没问题, 但具体怎么动你要自己写用户程序了.

是的，阀门影响很大，不过暂时先不考虑了，如果全考虑问题太复杂了，如果是机械的瓣膜可能还好点，但是人体瓣膜则不一样，机械瓣膜形状比较规则，运动规律也可以预先设定，人体瓣膜很难，所以先还是解决心室内的问题吧。现在问题是在已经有医学图象的情况下，如何定义边界的运动？如果知道定义的方法，编程问题应该不大

wonderful

下面引用由bfd在 2005/03/11 02:47pm 发表的内容：
我见过有人用Phoenics做的心脏跳动内部流场模拟，不过作了那些简化我忘了
不过可以试试看

能不能帮我找找那篇文献啊？谢谢拉！！

anyone

下面引用由wonderful在 2005/03/11 08:17pm 发表的内容：
是的，阀门影响很大，不过暂时先不考虑了，如果全考虑问题太复杂了，如果是机械的瓣膜可能还好点，但是人体瓣膜则不一样，机械瓣膜形状比较规则，运动规律也可以预先设定，人体瓣膜很难，所以先还是解决心室内的 ...

你只有一个时刻的图象?

wonderful

如果在一个心动周期内产生足够多的图象呢？

anyone

下面引用由wonderful在 2005/03/12 00:17am 发表的内容：
如果在一个心动周期内产生足够多的图象呢？

那你可以根据第一幅图象做出原始的网格, 然后根据后面的图象做网格变形. 心脏变化并不是太大, 原则上用插值方法应该没多大问题.
当然你也可以每幅图象做完全不同的网格, 然后把上一步求的解插值到新网格上. 不过这种插值不守恒, 误差比较大.

wonderful

是啊，最笨的办法是后面一种，但如果保证每幅图象都为结构化网格且拓扑结构一致，再采用点对点更新保证守恒是否可以呢？

anyone

下面引用由wonderful在 2005/03/12 12:14pm 发表的内容：
是啊，最笨的办法是后面一种，但如果保证每幅图象都为结构化网格且拓扑结构一致，再采用点对点更新保证守恒是否可以呢？

现在流行的商业软件应该基本都支持动网格/变形网格. 原则上只要你把每点的新坐标输入进去, 求解器会自动计算动网格相应参数以保证守恒. 具体各商业软件用户程序接口我不太清楚, 你要去查手册了.

wonderful

谢谢指点，再看看文献资料，希望能有所收获