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《华中科技大学》 2015年
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串联颅内动脉瘤的血液动力学的格子Boltzmann数值研究

李岩萍  
【摘要】:颅内动脉瘤是一种心脑血管疾病,破裂引起的致残率、致死率较高,因此严重危害着人体的健康,迫切需要有效的治疗方法。支架治疗技术的提出以及发展,为颅内动脉瘤的治疗打开了新的局面。目前普遍认为颅内动脉瘤的生长、发展机制和血液动力学因素密切相关,由于颅内动脉瘤涉及因素较多,置入支架增加了其复杂性,因而需要有效的研究方法。高效的格子Boltzmann方法以其独特的优点被广泛应用于流体的数值模拟中。本文将基于该方法针对串联动脉瘤的血液动力学进行模拟。首先,本文模拟单个颅内动脉瘤的血液动力学,方便与串联颅内动脉瘤模拟的结果进行对比。其次,将血液流简化为牛顿流体,探讨串联颅内动脉瘤中同一动脉瘤模型所处的前后梢位置、串联的两个动脉瘤之间彼此影响、植入不同支架类型和串联的动脉瘤之间的距离所引起的血液动力学变化。最后,探讨非牛顿效应对串联颅内动脉瘤的血液动力学的影响。在本文中得到的主要结论如下。第一,将血液流简化为牛顿流体时得到的结论有:当串联的两个动脉瘤模型相同时,两个动脉瘤瘤腔内流动状态略有不同,而且串联的动脉瘤之间是相互影响的;当只对串联的两个动脉瘤中一个放置支架时,其结果会对未放置支架的动脉瘤产生影响;无论对串联动脉瘤放置何种类型支架,瘤口平均速度减小量都小于单个动脉瘤;串联的两个动脉瘤瘤腔的血液动力学参数会随着它们之间距离的变化而发生改变。第二,非牛顿效应对串联窄颈动脉瘤的影响比串联宽颈动脉瘤的影响更大。本文运用格子Boltzmann方法细致研究了串联颅内动脉瘤的血液动力学行为,在一定程度上为临床治疗串联颅内动脉瘤提供了理论依据,具有一定的参考价值。
【关键词】:格子Boltzmann方法 串联颅内动脉瘤 数值模拟 支架 非牛顿流体
【学位授予单位】:华中科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:R743
【目录】:
  • 摘要4-5
  • Abstract5-9
  • 1 绪论9-16
  • 1.1 选题背景与意义9-11
  • 1.2 格子Boltzmann方法的发展11-12
  • 1.3 国内外研究现状及本文主要研究问题12-16
  • 2 格子Boltzmann方法简介16-24
  • 2.1 LBGK模型16-19
  • 2.2 非牛顿模型的数值方法19-20
  • 2.3 格子Boltzmann方法的边界处理20-24
  • 3 支架对单个颅内囊状动脉瘤血液动力学的影响24-32
  • 3.1 背景介绍24-25
  • 3.2 动脉瘤模型简介25-27
  • 3.3 数值实验模拟与结果分析27-31
  • 3.4 本章总结31-32
  • 4 支架对串联颅内动脉瘤血液动力学的影响32-59
  • 4.1 引言32-33
  • 4.2 串联动脉瘤模型设计33-34
  • 4.3 将血流简化为牛顿流体状态下的数值模拟34-50
  • 4.4 非牛顿效应对颅内串联动脉瘤血流动力学的影响50-57
  • 4.5 本章总结57-59
  • 5 总结与展望59-61
  • 致谢61-62
  • 参考文献62-66

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