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문제 정의
- 본 연구에서는 0.75초의 일정한 주기를 갖는 맥동유동(사인 파형)에 대하여 혈관이 확장될 때 나타나는 동맥류 내부에서의 유동 및 벽면전단응력의 특성을 수치적으로 해석하였다. Womersley 수 15.
- 혈관내의 유량은 식(2)와 같이 하나의 주기를 기준으로 하여 계속적으로 반복된다. 본 연구에서는 다섯 번째 주기 ( t=3.0~3.75s)에 대하여 동맥류의 확장 정도에 따른 유동 및 벽면전단응력의 특성을 고찰하였다. 그림 2는 다섯 번째 주기에 해당하는 유량을 시간의 함수로 표현한 것이다.
- 본 연구에서는 맥동유동에 대하여 복부대동맥류의 직경비의 변화에 따른 유동 및 벽면전단응력을 해석하였다. 실제의 혈액은 전단율의 감소에 따라 점도가 증가하는 비뉴턴 유체로서 밀도 및 점도가 일정하지 않은 유체이며, 혈관벽은 고정된 벽 (rigid wall) 이 아니라 심장의 이완 및 수축에 따라 약간의 벽 면운동을 하는 이동벽(moving wall)이다.
- 최근에 Moh 등[8]은 정상유동에 대하여 복부대동맥의 확장 정도가 벽면전단응력에 미치는 영향을 고찰하였다. 실제의 혈류유동은 정상유동이 아니라 일정한 주기를 갖는 맥동류이므로 본 연구에서는 맥동류를 받고 있는 혈관의 확장 정도에 따른 복부대동맥내의 유동 및 벽면에서의 전단응력 변화를 수치적으로 해석하였다. 상용되고있는 전산유체역학 프로그램을 이용하여 수치해석을 수행하였으며 해석 결과를 바탕으로 대동맥류의 파열 지점을 예측하였다.
- 유량의 변화와 직경비의 변화에 의한 벽면전단응력이 혈관을 따라 어떻게 분포되는지를 살펴보도록 한다. 그림 7은 직경 비가 1.
가설 설정
- 그리고 실제 대동맥의 유량 파형은 사인 파형이 아니라 생리학적 파형에 가깝다. 본 연구에서는 해석을 위하여 혈액은 점도가 일정하고, 혈관벽은 이동벽이 아니라 고정벽으로 가정하였으며, 사인 파형을 유량 파형으로 사용하였다. 따라서 앞으로의 연구 과제는 점도를 고려한 혈액(예를 들면, Garreau 모델), 고정벽이 아닌 이동벽, 그리고 실제의 파형에 가까운 생리학적 파형을 사용하였을 경우에 대한 비교 검토가 심도 있게 이루어져야할 것으로 사료 된다.
- 혈액은 전단율의 감소에 따라 점도가 증가하는 비뉴턴유체, 즉 밀도 및 점도가 일정하지 않은 유체이나, 본 연구에서는 일정한 값으로 가정하여 해석을 수행하였다. 평균적으로 혈액의 밀도 ( p)는 1056 kg/m3이며, 점도(u)는 0.
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