71、壁面剪切应力计算在心血管流体-结构相互作用中的应用

壁面剪切应力计算在心血管流体-结构相互作用中的应用

1 壁面剪切应力（WSS）的定义及重要性

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，它是心血管流体-结构相互作用（Fluid-Structure Interaction, FSI）研究中的一个重要参数。WSS对血管内皮细胞的功能有着显著影响，过低或过高的WSS都会引发心血管疾病。例如，动脉瘤的发生和发展与WSS的变化密切相关。因此，准确计算WSS对于研究和治疗心血管疾病至关重要。

2 不同网格下的WSS计算

在心血管FSI仿真中，选择合适的网格分辨率对于WSS的计算精度至关重要。通常，研究者会使用粗略、中等和精细网格来进行WSS的计算，以评估不同网格分辨率对结果的影响。以下是对这三种网格下WSS计算的具体描述：

2.1 粗略网格

粗略网格用于初步评估WSS的分布情况，虽然计算速度快，但精度较低。在粗略网格下，WSS的计算结果显示了大致的趋势，但对于局部细节的捕捉能力有限。例如，图8.15展示了使用粗略网格计算的时间平均WSS分布，可以看到明显的低分辨率特征。

2.2 中等网格

中等网格在计算时间和精度之间取得了较好的平衡。它能够捕捉到大部分的WSS细节，同时计算时间也在可接受范围内。图8.15底部展示了中等网格下的时间平均WSS分布，与粗略网格相比，细节更加丰富。

2.3 精细网格

精细网格提供了最高的分辨率，能够精确捕捉到WSS的微小变化。然而，计算时间较长，对计算资源的要求较高。图8.21展示了精细网格下的时间平均WSS分布，可以看到，精细