颅内动脉瘤两相血流动力学分析及PIV实验研究

摘要

为了探索血液动力学因素对颅内动脉瘤的影响,分析动脉瘤的形成、生长和破裂与血流动力学的关系,为治疗颅内动脉瘤提供技术参考和研究方法.数值模拟部分:依据个体化脑部动脉瘤患者的CT三维重建模型,从计算流体力学的角度出发,将血液假设为血浆和红细胞组成的两相流流体进行瞬态数值模拟.并且与经典牛顿流体与非牛顿流体进行对比.实验部分:利用与数值模拟相同的边界条件进行PIV流场可视化分析.得到一个心跳周期内的血液动力学参数分布情况和相同条件下实验结果.与牛顿流体和非牛顿流体相比,两相流在特征点的血液流速波动更为复杂;在壁面剪切力分布更加不"平滑",红细胞的粒子速率和沉积对颅内动脉瘤有着至关重要的影响,两相流更符合真实血液流动.实验结果证明血液流动会在动脉瘤内部形成低速旋涡区域,并且随着时间的变化旋涡中心不断转移,与数值模拟结果相吻合.