Неньютоновские модели одномерной гемодинамики

Садков Илья Вячеславович
Бесплатно
В избранное
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

В работе представлены одномерные математические модели течения крови, учитывающие её неньютоновские свойства. Разработан комплекс программ для проведения моделирования кровотока в сосудистых системах. Сравнение моделей производится при решении задач о течении крови в различных сосудистых системах.

Введение 2

1 Обзор литературы 3

1.1 Состав крови и физические свойства . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1.2 Общая математическая модель . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1.3 Одномерная модель течения жидкости . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.4 Выводы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

2 Математические модели 8

2.1 Неньютоновские одномерные модели . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
2.2 Разностные схемы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
2.3 Начальные и граничные условия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
2.3.1 Начальные условия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
2.3.2 Условия на входе в систему . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
2.3.3 Условия на выходе из системы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
2.3.4 Условия в узлах сочленения и бифуркации . . . . . . . . . . . . . . 12
2.4 Результаты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

3 Вычислительный эксперимент 13

3.1 Программа для расчётов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
3.2 Выбор разностной схемы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
3.3 Задача о течении в одиночном сосуде . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
3.3.1 Результаты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
3.4 Задача о течении в сосуде с бифуркацией . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
3.4.1 Результаты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
3.5 Задача о течении в системе из 37 сосудов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
3.5.1 Влияние порядка разностных производных на точность решения . 27
3.5.2 Результаты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
3.6 Результаты и выводы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

4 Заключение 41

Математическое моделирование в медицине является в настоящее время акту-
альным, поскольку модели позволяют делать прогнозы без вмешательства в организм.
Так, исследование поведения пульсовых волн в сердечно-сосудистой системе, а также
исследование влияния болезней на это поведение может предоставить ценную информа-
цию для диагностики и лечения (например см. [1]). Анализ результатов моделирования
при различных осложнениях может помочь не только в выявлении изменений в систе-
ме (а значит и причины наблюдаемого недуга), но и в выявлении взаимосвязей между
различными параметрами сердечно-сосудистой системы, которые могут помочь в уста-
новке оптимальных методов лечения.
При моделировании течения в сосудистых системах, как правило, используются
одномерные модели, которые получаются посредством осреднения трёхмерных уравне-
ний гидродинамики [14]. В таких моделях актуальным является учёт такого важного
свойства крови, как неньютоновость. Кровь является неньютоновской жидкостью из-за
наличия внутренней структуры, что ведёт к зависимости вязкости от скорости сдви-
га. В данной работе исследуется влияние учета неньютоновости крови на получаемое
решение в рамках одномерных моделей.
Таким образом цель данной работы состоит в построении и апробации одномер-
ных математических моделей, учитывающих неньютоновские свойства крови. Для её
достижения необходимо решить следующие задачи:
ˆ Построение одномерных математических моделей течения крови как неньютонов-
ской жидкости.
ˆ Программная реализация алгоритмов численных методов.
ˆ Анализ полученных результатов и сравнение моделей между собой.
В Главе 1 произведён обзор литературы: описана кровь и её свойства, рассмотре-
ны трёхмерная и одномерная математические модели для описания движения кровото-
ка, а также установлено влияние неньютоновости. В Главе 2 приведен математический
аппарат, который необходим для получения решения на основе полученной математи-
ческой модели: указываются используемые граничные и начальные условия, рассмат-
риваются различные разностные схемы. В Главе 3 продемонстрированы результаты
вычислительного эксперимента. В заключении представлены основные результаты и
выводы по работе.

Заказать новую

Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания

от 5 000 ₽

Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям

    Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных и с правилами пользования Платформой

    Хочешь уникальную работу?

    Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!

    Катерина В. преподаватель, кандидат наук
    4.6 (30 отзывов)
    Преподаватель одного из лучших ВУЗов страны, научный работник, редактор научного журнала, общественный деятель. Пишу все виды работ - от эссе до докторской диссертации... Читать все
    Преподаватель одного из лучших ВУЗов страны, научный работник, редактор научного журнала, общественный деятель. Пишу все виды работ - от эссе до докторской диссертации. Опыт работы 7 лет. Всегда на связи и готова прийти на помощь. Вместе удовлетворим самого требовательного научного руководителя. Возможно полное сопровождение: от статуса студента до получения научной степени.
    #Кандидатские #Магистерские
    47 Выполненных работ
    Екатерина П. студент
    5 (18 отзывов)
    Работы пишу исключительно сама на основании действующих нормативных правовых актов, монографий, канд. и докт. диссертаций, авторефератов, научных статей. Дополнительно... Читать все
    Работы пишу исключительно сама на основании действующих нормативных правовых актов, монографий, канд. и докт. диссертаций, авторефератов, научных статей. Дополнительно занимаюсь английским языком, уровень владения - Upper-Intermediate.
    #Кандидатские #Магистерские
    39 Выполненных работ
    Александра С.
    5 (91 отзыв)
    Красный диплом референта-аналитика информационных ресурсов, 8 лет преподавания. Опыт написания работ вплоть до докторских диссертаций. Отдельно специализируюсь на повы... Читать все
    Красный диплом референта-аналитика информационных ресурсов, 8 лет преподавания. Опыт написания работ вплоть до докторских диссертаций. Отдельно специализируюсь на повышении уникальности текста и оформлении библиографических ссылок по ГОСТу.
    #Кандидатские #Магистерские
    132 Выполненных работы
    Логик Ф. кандидат наук, доцент
    4.9 (826 отзывов)
    Я - кандидат философских наук, доцент кафедры философии СГЮА. Занимаюсь написанием различного рода работ (научные статьи, курсовые, дипломные работы, магистерские дисс... Читать все
    Я - кандидат философских наук, доцент кафедры философии СГЮА. Занимаюсь написанием различного рода работ (научные статьи, курсовые, дипломные работы, магистерские диссертации, рефераты, контрольные) уже много лет. Качество работ гарантирую.
    #Кандидатские #Магистерские
    1486 Выполненных работ
    Сергей Е. МГУ 2012, физический, выпускник, кандидат наук
    4.9 (5 отзывов)
    Имеется большой опыт написания творческих работ на различных порталах от эссе до кандидатских диссертаций, решения задач и выполнения лабораторных работ по любым напра... Читать все
    Имеется большой опыт написания творческих работ на различных порталах от эссе до кандидатских диссертаций, решения задач и выполнения лабораторных работ по любым направлениям физики, математики, химии и других естественных наук.
    #Кандидатские #Магистерские
    5 Выполненных работ
    Глеб С. преподаватель, кандидат наук, доцент
    5 (158 отзывов)
    Стаж педагогической деятельности в вузах Москвы 15 лет, автор свыше 140 публикаций (РИНЦ, ВАК). Большой опыт в подготовке дипломных проектов и диссертаций по научной с... Читать все
    Стаж педагогической деятельности в вузах Москвы 15 лет, автор свыше 140 публикаций (РИНЦ, ВАК). Большой опыт в подготовке дипломных проектов и диссертаций по научной специальности 12.00.14 административное право, административный процесс.
    #Кандидатские #Магистерские
    216 Выполненных работ
    Екатерина Б. кандидат наук, доцент
    5 (174 отзыва)
    После окончания института работала экономистом в системе государственных финансов. С 1988 года на преподавательской работе. Защитила кандидатскую диссертацию. Преподав... Читать все
    После окончания института работала экономистом в системе государственных финансов. С 1988 года на преподавательской работе. Защитила кандидатскую диссертацию. Преподавала учебные дисциплины: Бюджетная система Украины, Статистика.
    #Кандидатские #Магистерские
    300 Выполненных работ
    Алёна В. ВГПУ 2013, исторический, преподаватель
    4.2 (5 отзывов)
    Пишу дипломы, курсовые, диссертации по праву, а также истории и педагогике. Закончила исторический факультет ВГПУ. Имею высшее историческое и дополнительное юридическо... Читать все
    Пишу дипломы, курсовые, диссертации по праву, а также истории и педагогике. Закончила исторический факультет ВГПУ. Имею высшее историческое и дополнительное юридическое образование. В данный момент работаю преподавателем.
    #Кандидатские #Магистерские
    25 Выполненных работ
    Оксана М. Восточноукраинский национальный университет, студент 4 - ...
    4.9 (37 отзывов)
    Возможно выполнение работ по правоведению и политологии. Имею высшее образование менеджера ВЭД и правоведа, защитила кандидатскую и докторскую диссертации по политоло... Читать все
    Возможно выполнение работ по правоведению и политологии. Имею высшее образование менеджера ВЭД и правоведа, защитила кандидатскую и докторскую диссертации по политологии.
    #Кандидатские #Магистерские
    68 Выполненных работ

    Другие учебные работы по предмету