大動脈モデル管内における脈動流れ

1994 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05650185
• Research Institution: YONAGO NATIONAL COLLEGE OF TECHNOLOGY
• Principal Investigator: 角田 勝 米子工業高等専門学校, 機械工学科, 助教授 (60113403)
• Keywords: 大動脈 / 曲がり管 / 脈動流 / 速度分布 / 入口領域

Research Abstract

大動脈は分岐を含む複雑な曲がり流路で、その血液流れは高調波成分を有したスタート、ストップを繰り返す周期的流れである。この大動脈においては湾曲部において動脈硬化をはじめとする循環障害が発生し易い。その解明は社会的にも最重要課題となっており、大動脈内血液流れに対する流体力学的アプローチが強く求められている。そこで本研究では、大動脈弓をモデル化した管内において生理学的流量波形で変動する脈動流れを取り上げてその流動特性を明らかにし、これを生体医工学や生理学の分野に広く供することを目的としている。
本年度は、前年度(正弦状の振動流れが曲がり部に流入した場合)に続いて、正弦状脈動流れが流入する曲がり入口付近(助走流れ)について可視化およびレーザドップラー流速計による速度測定を行った。これらの結果から、曲がり入口付近における脈動流れの速度分布について、次のような基礎的知見を得た。
1.速度分布は曲がりの転向角Ω=15〜35°付近で大きく変化し、管軸に沿う流れの発達過程は中程度のウォマスリィ数(α=10)の流れが最も複雑である。
2.最小流量時の逆流は、曲がり部流入後(Ω≧15°)内側断面で生じる。また速度分布のくぼみ現象は、加速中期中α数のΩ=90°下流の曲がり部で出現する。
3.脈動流の助走長さは中心α数の流れが最も長いが、断面平均流速の最大値を有する定常流のそれより短い。

Research Products

• [Publications] 角田 勝: "曲がり管内振動流および動脈流の二次流れ" 日本伝熱学会中四国伝熱セミナー・鳥取講演概要集. 70-76 (1994)
• [Publications] 角田 勝: "ゆるやかな曲がり管内の入口脈動流れ" 日本機械学会中国四国支部第33期総会 講演会講演論文集. (発表予定). (1995)
• [Publications] 角田 勝: "曲がり管内脈動流に関する研究(入口付近の速度分布)" 日本機械学会第72期通常総会講演会講演論文集. (発表予定). (1995)