70、壁面剪切应力计算及其在心血管模拟中的应用

壁面剪切应力计算及其在心血管模拟中的应用

1. 壁面剪切应力（WSS）的概念与重要性

壁面剪切应力（Wall Shear Stress, WSS）是指血液在血管壁面上产生的剪切力，它是心血管系统中一个重要的力学参数。WSS不仅影响血流的动力学特性，还与动脉粥样硬化、动脉瘤等心血管疾病的发生和发展密切相关。准确计算WSS对于理解心血管系统的生理和病理机制至关重要。

2. 计算方法与技术

2.1 SSTFSI-TIP1技术

SSTFSI-TIP1是一种先进的流体-结构相互作用（FSI）计算技术，特别适用于心血管模拟。该技术结合了流体动力学和结构力学的耦合计算，能够精确模拟血液流动和血管壁的变形。在实际应用中，SSTFSI-TIP1技术通过以下步骤实现：

1. 初始化 ：设定初始条件，包括流体和结构的初始状态。
2. 时间步进 ：选择合适的时间步长，确保计算的稳定性和准确性。
3. 非线性迭代 ：在每个时间步长内进行非线性迭代，直至满足收敛条件。
4. 求解方程 ：使用有限元方法（FEM）求解流体和结构的控制方程。

2.2 SUPG测试函数选项

SUPG（Streamline Upwind/Petrov-Galerkin）测试函数选项用于稳定化有限元方法中的对流项。通过引入SUPG技术，可以有效减少数值振荡，提高计算的稳定性。具体操作步骤如下：

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