A Numerical Analysis on the Hemodynamic Characteristics in Elastic Blood Vessel with Stenosis

In this study, blood flow in a carotid artery supplying blood to the human's brain has been numerically simulated to find out how the blood flow affects the genesis and the growth of atherosclerosis and arterial thrombosis. Velocity Profiles and hemodynamic parameters have been investigated for the carotid arteries with three different stenoses under physiological flow condition. Blood has been treated as Newtonian and non-Newtonian fluid. To model the shear thinning properties of blood for non-Newtonian fluid, the Carreau-Yasuda model has been employed. The result shows that the wall shear stress(WSS) increases with the development of stenosis and that the wall shear stress in Newtonian fluid is highly evaluated compared with that in non-Newtonian Fluid. Oscillatory shear index has been employed to identify the time-averaged reattachment point and this point is located farther from the stenosis for Newtonian fluid than for non-Newtonian fluid The wall shear stress gradient(WSSG) along the wall has been estimated to be very high around the stenosis region when stenosis is developed much and the WSSG peak value of Newtonian fluid is higher than that of non-Newtonian fluid.

협착이 있는 탄성혈관을 흐르는 혈액의 유동특성에 관한 수치해석적 연구

심혈관계에서 자주 발생하는 죽상경화증과 혈전의 발생 및 성장에 관한 복잡한 기전을 이해하기 위하여 뇌의 혈액공급을 담당하는 경동맥을 2차원 축대칭으로 모사하여 수치해석하였다. 박동유동 상태에서 경동맥 내에 25%. 50%, 75%의 협착이 형성된 경우에 대하여 혈관내의 속도분포 및 혈류역학적 벽 파라미터들이 고찰되었다. 혈액은 뉴턴유체 및 전단변형률에 따라 점성이 변화하는 비뉴턴유체로 간주되었으며 비뉴턴모델로는 혈액과 유사한 점성치를 나타내는 Carraeu-Yasuda 모델이 적용되었다. 해석 결과 혈관내벽에 작용하는 벽전단응력은 협착이 커질수록 크게 증가하였으며 비뉴턴유체보다 뉴턴유체의 경우에서 벽전단응력이 크게 평가되었다. 벽전단응력 진동지표(OSI)에 의해 시간평균 재부착점이 예측되었는데 비뉴턴유체보다 뉴턴유체의 경우에서 협착 영역으로부터 멀리 떨어진 곳에서 관찰되었다. 시간평균 벽전단응력구배(WSSG)도 협착이 큰 경우에 상당히 크게 나타났는데 비뉴턴유체보다 뉴턴 유체의 경우에 더 큰 값이 나타났다.