تاثیر رفتار غیرنیوتنی بر انتقال ذرات لیپوپروتیئن کم دانسیته ی ناحیه ورتکسی در رگ کاروتید انسانی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی مکانیک، فنی و مهندسی، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران

2 گروه مهندسی مکانیک دانشکده فنی و مهندسی دانشگاه ارومیه ارومیه ایران

3 دانشگاه ارومیه*دانشکده فنی و مهندسی

4 استاد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران

5 استاد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه راسکین انگلستان

10.22060/mej.2021.19068.6946

چکیده

در این مقاله هندسه رگ کاروتید حاضر از تصاویر حاصل از سی تی آنژیو یک فرد سالم ۱۹ ساله بدست آمده و مدل سازی عددی جریان آرام ناپایای خون بر روی آن انجام شده است. در این بررسی با در نظر گیری مدل نیوتنی و دو مدل غیرنیوتنی برای خون، پارامترهای جریانی و خصوصا رفتار ناحیه بازچرخشی در رگ کاروتید مطالعه شده است. نتایج عمدتا شامل تنش برشی و نوسانات آن، غلظت ذرات لیپوپروتیئن با دانسیته پایین، پارامترهای ویسکوزیته غیرنیوتنی، حجم و ناحیه بازچرخش است. ارزیابی ها نشان می دهد که غلظت تخمین زده شده به وسیله مدل های غیرنیوتنی بیش از نتایج مدل نیوتنی است. درصد اختلاف غلظت برای مدل کیسون و نیوتنی در شریان کاروتید مشترک حدود 5/12 درصد است. از طرفی براساس نتایج کمی و کیفی، دو قسمت حباب کاروتید و بخش ابتدایی کاروتید خارجی میزبان تشکیل نواحی بازچرخشی است که در این میان حباب کاروتید بیشترین حجم ناحیه ورتکسی را به خود اختصاص می دهد. البته روی هم رفته مدل نیوتنی حجم ناحیه بازچرخش را بیش از مدل های غیرنیوتنی نشان می دهد. بر مبنای نتایج شبیه سازی، علی رغم پایین بودن مقدار فاکتور اهمیت غیرنیوتنی، به دلیل اثرات خواص غیرنیوتنی خون بر روی حجم ناحیه بازچرخش، اینگونه استباط می شود که لحاظ خواص غیرنیوتنی خون حتی در عروق بزرگ نیز می تواند موجب حصول نتایج دقیق تر گردد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

The effect of non-Newtonian behavior on the transport of low-density lipoprotein particles in the vertex region in the human carotid artery

نویسندگان [English]

  • aram piri 1
  • Sajed Hadi Bafekr 2
  • Iraj Mirzaee 3
  • Nader Pormahmod Hesar 4
  • Hassan shirvani 5
1 Faculty of Mechanical Engineering, Urmia University, Urmia, Iran
2 Faculty of Mechanical Engineering, Urmia University
3 Faculty of Mechanical Engineering, Urmia, Iran
4 Professor, University of Urmia, Urmia, Iran
5 Faculty of Science & Technology, Anglia Ruskin University, Cambridge, UK
چکیده [English]

Today, it has been proven that the amount of shear stress on the walls of arteries, as well as the presence of a rotational area in them, play a decisive role in predicting congestion and heart problems. In this article, the carotid artery geometry of a healthy 19-year-old person was extracted from CT angiography and modeling of unsteady slow blood flow was performed on it. In this study, considering the Newtonian model and two non-Newtonian models for blood, flow parameters and especially the behavior of the recirculation area in the carotid artery have been studied. The percentage difference for the Casson and Newtonian models in the CCA is about 12.5%. On the other hand, based on quantitative and qualitative results, the two parts of the carotid bubble and the initial part of the external carotid host the formation of recirculation zones, among which the carotid bubble occupies the largest volume of the vortex region. Based on the simulation results, despite the low value of non-Newtonian importance factor, due to the effects of non-Newtonian properties of blood on the volume of the recirculation area, it is concluded that in terms of non-Newtonian properties of blood even in large vessels can achieve more accurate results.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Unsteady flow
  • Non-Newtonian
  • Carotid artery
  • mass transport