基于ABAQUS的升主動脈置換術術后血流數值模擬

孫凱順，張洪明，張桂敏，夏健明，孫毅

1.昆明理工大學工程力學系，云南昆明650500；2.云南省阜外心血管病醫院，云南昆明650032

前言

ABAQUS是一款具有強大非線性分析能力和模擬復雜系統高可靠性的有限元軟件。在計算流體軟件中，ABAQUS/CFD模塊有著強大的模擬計算能力，能模擬層流與湍流，穩態與瞬態的內部和外部流動。雷諾數范圍很寬，對復雜幾何有著很強的適應性。有限元法和混合有限體積法的求解方法，使其在不可壓縮流的層流與湍流問題上有著較高的求解精度［1］。主動脈夾層（Aortic Dissection,AD）是一種嚴重的心血管疾病，主動脈內壁的內膜撕裂口發生后，血液流入主動脈中膜外層或中外膜交界處，可引起急性主動脈破裂而致患者死亡。或因夾層真腔受到假腔的擠壓而致腔體狹窄和閉塞，腸管、腎臟、下肢等由真腔供血的重要臟器發生缺血性改變，并伴隨嚴重并發癥［2］。Stanford分類法將主動脈夾層分為A型和B型。Stanford A型：夾層破口累及升主動脈，無論第一破口源自何處；Stanford B型：夾層第一破口不累及升主動脈。當今Stanford A型發病率顯著升高，嚴重威脅人民生命健康。主動脈外科手術的術式種類繁多，目前推行按照內膜破口位置、數量和夾層涉及范圍制定個性化手術方案［3］，人工血管置換術就是其中一種有效治療主動脈夾層的術式［4］。深入研究主動脈血流動力學規律的意義重大，通過體內實測獲得一系列主動脈血流動力學指標的分布較為困難。現如今醫學影像學、計算流體動力學的發展以及高性能計算機并行計算的應用，使數值模擬仿真的研究方法實現體外模擬主動脈血流成為高效手段，進而通過后處理呈現相關流域的血流動力學指標［5］。……