حامد اديب

چکيده

در اين پايان‌نامه، شبيه‌سازي جريان خون در رگ کاروتيد شخصي 54 ساله با استفاده از نمونه‌ي سي‌تي‌اسکن انجام شده است. براي شبيه‌سازي از نرم‌افزار  ANSYS-CFX براي حل معادلات سيال استفاده شده است. اندرکنش سازه و سيال با فرض ديواره‌هاي صلب و ارتجاعي درنظر گرفته شده و براي سيال خون از دو مدل رفتاري سيال نيوتني و چهار مدل رفتاري سيال غيرنيوتني استفاده شده است. شرايط مرزي در ورودي به‌صورت دبي جرمي تعريف شده است و جريان به صورت غيردايم است. همچنين، فرض عدم جابه‌جايي در مقاطع ورودي و خروجي‌ها درنظر گرفته شده است. پارامتر‌هاي هموديناميکي سيال از جمله سرعت، تنش برشي ديواره و فشار بررسي شده‌اند.

نتايج نشان مي‌دهد که فرض الاستيک بودن جداره باعث افزايش سرعت در نزديک جداره‌ها شده كه اين امر مي‌تواند از پيشرفت آتروسکلروز جلوگيري کند. مقاطع ميانه در شريان کاروتيد اصلي بيشترين جابه‌جايي را دارد که در آن نقطه بيشترين احتمال آنوريسم و کمترين احتمال آتروسکلروز را نسبت به ساير نقاط دارد. در کاروتيد داخلي باتوجه به زاويه‌ي کم دوشاخه (حدود 37 درجه)، هيچ‌گونه جريان برگشتي به‌وجود نمي‌آيد، ولي بيشينه‌ي سرعت به‌سمت جداره‌ي داخلي خواهد بود. بنابراين، سرعت در مقاطع نزديك به جداره‌ي خارجي و درنتيجه تنش برشي كم است که شرايط را براي پيشرفت آتروسکلروز فراهم مي‌سازد. جريان کمتري در کاروتيد خارجي به دليل زاويه‌ي بيشتري که نسبت به کاروتيد داخلي دارد، از آن عبور مي‌کند. سرعت  در مقاطع نزديك به جداره‌ي خارجي کاروتيد خارجي و در نتيجه تنش برشي، مقادير کمتري نسبت به ساير مقاطع اين رگ را دارد که شرايط بسيار مناسبي را براي پيشرفت آتروسکلروز بوجود مي‌آورد. در دو طرف محل دوشاخه در جداره‌ي کاروتيد اصلي نقاطي وجود دارد که تنش برشي در آن به مقدار قابل توجهي افزايش مي‌يابد و اين نواحي را مستعد بيماري آنوريسم مي‌کند. نتايج تحليل مدل‌هاي مختلف سيال نيوتني و غيرنيوتني نشان مي‌دهد که روش کارو و کارو ياسودا روش‌هاي مناسب‌تري نسبت به روش کراس هستند، زيرا در روش کراس، با افزايش گراديان سرعت، نرخ کرنش برشي افزايش مي‌يابد و اين افزايش باعث کم شدن لزجت مي‌شود. در روش کارو و کارو ياسودا، با افزايش نرخ کرنش برشي، لزجت به لزجت در حالت نيوتني نزديک مي‌شود که اين مسأله باعث شده نتايج واقعي‌تري براي جريان خون نسبت به روش کراس مشاهده شود.