心血管流动模拟：abaqus软件中的流固耦合方法

"abaqus 文档：PartitionedFluid–SolidCouplingforCardiovascularBloodFlow" 本文是关于ABAQUS软件在心血管血液流动模拟中的应用，特别是针对左心室流体力学的研究。作者包括Sebastian Krittian、Uwe Janoske、Herbert Oertel和Thomas Boe hlke等人，来自德国卡尔斯鲁厄理工学院、牛津大学计算实验室、伍珀塔尔大学机械工程流体力学系以及卡尔斯鲁厄理工学院工程力学研究所。 文章指出，他们开发了一种三维代码耦合方法，专门用于心血管血液流动的模拟。这一创新在于，首次将心血管流动模型KaHMo（Karlsruhe Heart Model）中的预定几何运动替换为心肌复合模型。在该模型中，心肌的变形不再是由预设的几何变化驱动，而是由流体力和心肌自身响应驱动，更真实地模拟心脏的工作机制。 关键词：ABAQUS，心血管血液流动，流固耦合，左心室流体力学，心肌模型 在ABAQUS中，流固耦合（Fluid-Solid Coupling）是一种重要的功能，它允许用户同时模拟流体和固体的行为，特别是在生物力学领域，如心脏血流动力学分析。在这种情况下，流体（血液）和固体（心肌）之间的相互作用是至关重要的。传统的模拟方法通常假设心脏壁的运动是预先设定的，而新方法则考虑了心肌的弹性特性，使模型能够更准确地反映实际生理过程。 具体来说，该研究使用了心肌复合模型来描述心肌的力学行为，这种模型考虑了心肌的收缩和松弛，以及流体力对其的影响。通过这种方式，可以更好地理解血液流动如何影响心脏壁的动态，以及心脏如何根据这些力进行调整。这种方法对于理解和预测心脏病患者的血流动力学状况具有重要意义，可能有助于优化手术策略或药物治疗。 此外，ABAQUS软件提供了强大的计算能力，能够处理复杂的非线性问题，如心肌的非线性应变和应力关系，以及流体的非牛顿性质。通过耦合求解器，软件能够有效地解决流体与固体间的边界条件，确保两者之间的连续性和能量守恒。 这篇论文展示了ABAQUS在心血管研究领域的先进应用，其提出的流固耦合方法为心脏血流动力学的仿真提供了新的视角，有望促进医学研究和临床实践的进步。