经典和分数卡森模型对倾斜容器中的血液动力流量进行比较评估
Wan Faezah Wan Azmi1, Ahmad Qushairi Mohamad1, Lim Yeou Jiann1
1Department of Mathematical Sciences, Faculty of Science, Universiti Teknologi Malaysia, UTM Johor Bahru, 81310, Johor, Malaysia.
这项研究比较了血流的经典和分数卡森流体模型. 分数模型更好地捕捉了血液.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 流体动力学 流体动力学
- 数学建模的数学建模
背景情况:
- 可靠的血液动力学模型对于血管研究至关重要,需要准确复制生理条件.
- 经典流体模型在捕捉复杂的血液流动行为 (如记忆效应) 方面存在局限性.
- 分数流体模型在模拟血流中的非局部现象方面具有潜在的优势.
研究的目的:
- 为了分析地比较经典和分数的卡森流体模型,用于倾斜圆柱体中的血液流动.
- 为了研究滑动速度,磁性水力动力学 (MHD) 和多孔介质对血液流动力学的影响.
- 为了评估卡普托-法布里齐奥分数衍生物在模拟粘弹性血液行为中的有效性.
主要方法:
- 经典和分数卡森流体模型的分析比较.
- 应用卡普托-法布里齐奥分数导数来解决模型奇点.
- 利用拉普拉斯和有限的汉克尔变换来导出分析解决方案.
- 在各种参数下图形分析速度和温度配置文件.
主要成果:
- 增加的滑动速度提高了气壁附近的流体流动.
- 当动脉垂直向上时,血液流量会更大.
- 分数模型有效地减轻了经典模型中观察到的非物理速度峰值.
- 影响流动的关键参数包括磁场,卡森属性,达西定律和倾角.
结论:
- 分数卡森流体模型为模拟血流动力学,特别是粘弹性行为提供了更强大的方法.
- 分数模型克服了古典模型的数学限制,提供了更好的生理相关性.
- 分析解决方案作为验证数值模拟和未来实验研究的基准.
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