2005 Fiscal Year Annual Research Report
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05J04063
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
横井 研介 千葉大学, 工学部, 特別研究員(PD)
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| Keywords | 流体力学 / 数値流体力学 / 血流 / 動脈瘤 / 流体構造連成 / CIP法 / level set法 / Active contour model |
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| Research Abstract |
本年度は、サイドウォールタイプの脳動脈瘤に関する研究及びで流体-構造連成問題に関する数値流体力学的手法の研究を行った。
サイドウォールタイプの脳動脈瘤が血流に及ぼす影響を調べた。そのために、まず4つのサイドウォールタイプの動脈瘤を伴う血管形状と動脈瘤を取り除いた形状を作成した。動脈瘤を伴う形状は、医療用画像から作成し、動脈瘤を取り除いた形状は、動脈瘤を伴う形状から動脈瘤をポリゴンモデラーを用い手作業により作成した。そして、これらの形状に同一の境界条件を与え、それらの流れの差を調べることにより、動脈瘤が血流に及ぼす影響を調べる。
計算手法にはlevel set法、CIP法、ghost fluid法をベースにした手法を用いた。血液は、非圧縮のニュートン流体を仮定し、支配方程式にはナビエストークス方程式を用いた。パラメータには定量的な値を用いた。本計算では血管壁は剛体とする。流入境界条件はMcDonaldにより導入された拍動流、最大レイノルズ数400を与え、圧力は勾配0とした。流出境界条件は、流出口での圧力を基準圧0とし固定し、流速の条件は勾配0とした。
計算の結果、動脈瘤が流れの抵抗を低減していることが分かった。また、2次元のモデル計算により、動脈瘤の奥行きには、ほとんど依存せず、瘤の幅に強く依存することが分かった。
流体構造連成の計算をオイラーグリッド上で行う場合、数値エラーにより流体と構造の不一致(例えば流体と構造が重なるなど)が起こることがある。この問題を解決する方法を画像処理の分野で使われている方法(geodesic active contour model)をベースに開発した。
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