跳到主要內容

臺灣博碩士論文加值系統

(18.97.14.81) 您好!臺灣時間:2024/12/08 04:50
字體大小: 字級放大   字級縮小   預設字形  
回查詢結果 :::

詳目顯示

: 
twitterline
研究生:謝佑莨
研究生(外文):You-Liang Hsien
論文名稱:三維分岔血管質傳現象之數值模擬
論文名稱(外文):Numerical simulation of flow field and mass transfer in a 3-D artery with branches
指導教授:鄧志浩鄧志浩引用關係
指導教授(外文):Jyh-haw Tang
學位類別:碩士
校院名稱:中原大學
系所名稱:土木工程研究所
學門:工程學門
學類:土木工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2006
畢業學年度:94
語文別:中文
論文頁數:60
中文關鍵詞:分岔血管最小平方有限元素法質傳迴流區
外文關鍵詞:mass transferleast-square finite element methodcirculation zoneBranches
相關次數:
  • 被引用被引用:0
  • 點閱點閱:132
  • 評分評分:
  • 下載下載:0
  • 收藏至我的研究室書目清單書目收藏:0
本研究運用分散式平行運算系統,以最小平方有限元素法(LSFEM)模擬腹主動脈系統的流場。在本文中建立了兩分岔血管位於動脈的同側以及兩分岔血管之間不同間距的模型。著重點在於三維分岔血管質傳現象和流場分析,觀察其速度向量、流線、濃度分佈。當兩分岔血管之間的距離 時,兩分岔血管交互影響越低,兩分岔血管之間的腹主動脈血管管壁上的迴流區域也越來越小。質傳方面,迴流區域是影響氧濃度的最大關鍵,在第一與第二根分岔血管中的迴流造成了低氧濃度的產生,而且低氧濃度會一直延伸至出口處。在腹主動脈血管管壁上的迴流區域同樣也造成了低濃度區的產生,並且當 時,低濃度區也隨之遞減。其他正常區域則是接近入口氧濃度 。運用平行化所得之結果,使用不同數量的CPU可以提昇100%以上的平行效益,對於複雜的數值計算相當有幫助。基於此數值模擬方式,本研究可以有效的利用數值模擬來處理整個複雜的流場與質傳現象。
A parallel computation system is applied for the numerical simulation in association with the least-squares finite element method (LSFEM) to study the flow fields and mass transfer in the abdominal aorta with two branches, which are on the same side of the artery with diameter D. The effects on flow field and mass transfer in relation to the distance (S) between two branches are investigated. From the distribution of velocity vector, streamline and concentration, it can be found when the distance between two branches is greater than one time of the diameter of the artery ( ) the interaction of flow field is small. The distribution of mass transfer of oxygen concentration is closely related to the existence of the vortex flow. The distribution of low concentration of oxygen is in the circulation zone near the wall of arteries, besides that the concentration is the same as the one in the inlet section. The area of low concentration could be the place of the intimal hyperplasia. This numerical model can be used to have a better understanding of the whole complicated flow field and mass transfer. Based on the parallel system, the computational CPU time can be improved by 100% for the complicated domain.
目 錄
摘 要 I
英文摘要.................................................II
致 謝..................................................III
目 錄 IV
表 目 錄 VI
圖 目 錄 VII
符號說明..................................................X
第一章 緒論 1
1-1 研究動機 1
1-2 研究方法和目的 2
1-3 文獻回顧 4
第二章� 理論分析 6
2-1歷史回顧 6
2-2 理論推導 7
2-3 控制方程式 10
第三章 模型建立與邊界條件給定 17
3-1 模型建立與網格產生 17
3-2 邊界條件給定 19
3-3 平行電腦的模式簡介 21
第四章 結果分析與討論 22
4-1 三維分岔血管之流場分析 22
4-2 三維分岔血管之質傳分析 25
4-3 平行效益 27
第五章 結論與建議 28
5-1結論 28
5-2建議 29
參考文獻 30


表 目 錄
表4-1: 分岔血管模型(網格數166608) 27
表4-2: 分岔血管模型(網格數205223) 27


圖 目 錄
圖3.1 腹主動脈系統及其分支群 32
圖3.2 腹主動脈系統模型說明 33
圖3.3分岔血管採用數值模型均勻網格系統 33
圖3.4 8-node MPP 架構示意圖 34
圖4.1 之XY平面上速度 的分佈圖 35
圖4.2 之XY平面上速度 的分佈圖 35
圖4.3 之XY平面上速度 的分佈圖 35
圖4.4 之XY平面上速度 的分佈圖 36
圖4.5 之XY平面上速度 的分佈圖 36
圖4.6 之XY平面上速度 的分佈圖 36
圖4.7 之三維流場分佈圖 37
圖4.8 之三維流場分佈圖 37
圖4.9 之三維流場分佈圖 37
圖4.10 之三維流場分佈圖 38
圖4.11 之三維流場分佈圖 38
圖4.12 之三維流場分佈圖 38
圖4.13 箭頭所指的區域為迴流區域 39
圖4.14 模型中各斷面位置示意圖 39
圖4.15 斷面a之速度分佈與速度向量圖 40
圖4.16 斷面b之速度分佈與速度向量圖 40
圖4.17 斷面c之速度分佈與速度向量圖 40
圖4.18 斷面d之速度分佈與速度向量圖 41
圖4.19 斷面e之速度分佈與速度向量圖 41
圖4.20 之XY平面上氧濃度 的分佈圖 42
圖4.21 之XY平面上氧濃度 的分佈圖 42
圖4.22 之XY平面上氧濃度 的分佈圖 43
圖4.23 之XY平面上氧濃度 的分佈圖 43
圖4.24 之XY平面上氧濃度 的分佈圖 44
圖4.25 之XY平面上氧濃度 的分佈圖 44
圖4.26 之YZ平面的氧濃度剖面圖 45
圖4.27 兩分岔血管Y=2.5斷面的速度向量圖............45
圖4.28 兩分岔血管Y=4斷面的速度向量圖..............45
圖4.29 之YZ平面的氧濃度剖面圖.....................46
圖4.30 之YZ平面的氧濃度剖面圖 46
圖4.31 兩分岔血管Y=2.5斷面的速度向量圖............47
圖4.32 兩分岔血管Y=4斷面的速度向量圖..............47
圖4.33 之YZ平面的氧濃度剖面圖.....................47
圖4.34 之YZ平面的氧濃度剖面圖.....................48
圖4.35 之YZ平面的氧濃度剖面圖.....................48
圖4.36 之兩分岔血管的氧濃度剖面圖..................49
圖4.37斷面1∼3..........................................49
圖4.38 斷面4∼6.........................................50
圖4.39 、 加速比示意圖 50
1. Fry, D.L., 1969, “Certain histological and chemical response of the vascular interface to acutely induced mechanical stress in the aorta of the dog”, Circulation Research, 24, 93-108.
2. Caro, C.G., Fitzgeral, J.M. and Schroter, R.C., 1971, “Atheroma and arterial wall shear: observation, correlation and proposal of a shear dependent mass transfer mechanism of atherogenesis”, Proceedings of the Royal Society, 177, 109-159.
3. Friedman, M.H., Deters, O.J. and Bar Bargeron, C.B., 1986,
“Shear-dependent thickening of the human arterial intima”,
atherosclerosis, 60, pp. 161-171.
4. Johnston, Peter R. and Kilpatrick, David, 1991, “Mathematical modeling of flow through an irregular arterial stenosis”, Journal of Biomechanics 24, 1069-1077.
5. Ang, K.C. and Mazumdar, J. N., 1997, “Mathematical asymmetric stenosis”, Mathematical and Computer Modeling, vol. 25, pp.19-29.
6. Barakat, A.I., Karino, T. and Colton, C., 1997, “Microcinematographic studies of flow patterns in the excised rabbit aorta and its major branches”, Biorheology, 34, 199-221.
7. Lee, D., Chiu and Chen, J.Y., 2000, “Numerical simulation of flow fields in a tube with two branches”. J. Biomech. 33, 1305-1312.
8. Lee, D. and Chen, J.Y. 2002, “numerical simulation of steady flow fields in a model of abdominal aorta with its peripheral branches”. J. Biomech. 35, 1115-1122.
9. Anderson, H.I., Halden, R. and Glomsaker, T., 2000, “Effects of surface irregularities on flow resistance in differently shaped arterial stenoses”, Journal of Biomechanics 33, 1257-1262.
10. Stangeby, D. Kim and Either,C. Ross, 2002, “Computational analysis of coupled blood-wall arterial LDL transport”, Journal of Biomechanical Engineering Vol.124/1-/8.
11. Kaazempur-Mofrad, M.R., Wada, S., Myers, J.G., Ethier, C.R., 2005, “Mass transfer and fluid flow in stenotic arteries axisymmetric and asymmetric models”, International journal of heat and mass transfer 48, 4510-4517.
12. Bramble J.H., and Shatz A.H., 1970, “On the numerical solution of elliptic boundary-value problems by least-squares approximation of the data”, in B. Hubbad(ed). Numerical Solution of PDE, Vol. 2, Academic Pree , New York.107-133.
13. Lynn, P.P. and Arya K., 1973, “Use of the least square criterion in finite element formulation”, Int. J. Num. Methods Eng. 6, 75-88.
14. Jiang, B.N., 1998, “The Least-Squares Finite Element Method: Theory and Applications in Computational Fluid Dynamics and Electromagnetics”, Springer.
15. Jiang, B.N., and Sonnad, V., 1991, “Least-squares solution of incompressible Navier-stokes equations with the p-version of finite elements”, NASA.TM-105203., Sept.
16. Jiang, B.N., 1992, “A least-squares finite element method for incompressible Navier-stokes problems”, Int. J.Num. Methods Fluids, vol.14,pp843-859.
17. Jiang, B.N., 1998, “The least-Squares Finite Element Method: A Unifid Method for Numerical Solution of PDE”.
18. Tang, L.Q. and Tsang, T. T. H., 1993, “A least-squares finite element method for time-dependent incompressible flow with thermal convection”, Int. J. Num. Methods Fluids, 17, 271-289.
19. Tang, L.Q. and Tsang, T. T. H., 1993 “Transient solution by a least-squares finite element method and Jacobi conjugate gradient technique”, submitted to Commun. Appl. Num.Methods.
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
第一頁 上一頁 下一頁 最後一頁 top
1. 石源華:〈略論朝鮮政府內外政策的走向〉,《亞洲研究》,2001年第40期,頁138-148。
2. 15.林世淵,美國金融證券化之發展,證券市場發展季刊,16期,1992年10月。
3. 14.林世淵,我國未來金融資產證券及不動產證券化發展方向(一),證交資料,399期,1995年7月。
4. 12.陳淑惠,銀行資產證券化之研析(上),彰銀資料,1995年1月。
5. 16.張國銘著,美國資產證券化概論,財稅研究,1991年9月。
6. 11.江朝國,保險法第六十四條據實說明告知義務履行期之認定,月旦法學雜誌第六十六期,89年11月。
7. 10.李欽賢著,論保險法上告知義務違反與民法上錯誤詐欺之關係,月旦法學雜誌第41期,民國87年10月。
8. 9. 吳明軒著,保險法第六十四條規定之適用,法令月刊49卷第2期,民國87年2月。
9. 8. 江朝國著,論被保險人有無指定受益人之權,法令月刊第51卷8期,89年8月。
10. 1. 王超馨著,貼現保單市場實務與法律問題之研究,壽險季刊第129期,民國92年9月。
11. 朱松柏:〈南北韓高峰會的意義與前景〉,《問題與研究》,2002年10月,頁45-56。
12. 朱松柏:〈南北韓新政府的統一政策及其進展〉,《問題與研究》,1999年11月,頁19- 29。
13. 朱松柏:〈南韓金大中執政之路及挑戰〉,《問題與研究》,1998年4月,頁37-46。
14. 李明:〈朝鮮半島四邊會議的功能與限制〉,《亞洲研究》,2001年第40期,頁44-69。
15. 劉德海:〈冷戰後時代北韓的外交及其對東北亞的影響〉,《亞洲研究》,第40期,2001年9月,頁185-209。