زمینه و اهداف: در این مقاله اثر الاستیسیته دیواره شریان بر الگوی تنش برشی اعمالی بر سلول های اندوتلیال و تاثیر آن در آسیب شناسی سیستم قلب و عروق بحث شده است. هدف بررسی و تعیین تنش های برشی دیواره رگ به عنوان عامل اصلی در تشخیص بیماری آرتروسکلروز با در نظر گرفتن تعامل بین خون و جداره رگ میباشد.روش بررسی: مدل سیال نیوتنی برای جریان خون و مدل الاستیک خطی با در نظر گرفتن جابجایی های بزرگ برای دیواره شریان انتخاب شده است. در مطالعه اثر سختی دیواره، تغییر سرعت انتشار موج های فشار نیز با استفاده از رابطه سرعت موج مونتز کرتویچ از طریق تغییر شرایط مرزی اعمال شده است. معادلات سیال و جامد با روش کوپلینگ ضعیف توسط نرم افزار ADINA8.1 حل شده اند.یافته ها: نتایج کاهش محسوسی در جریان متوسط (تا 33 درصد) را در شریانهای سخت تر نشان می دهد. این کاهش بصورت تغییر گرادیان فشار در فاز سیستول بعلت افزایش سرعت انتشار موج فشار از طرفی و کاهش اتساع پذیری دیواره از طرف دیگر می باشد. نتایج نشان دادند با سخت شدن دیواره شریان شکل موج تنش برشی نیز تغییر می کند. این تغییر بصورت کاهش تنش برشی ماکزیمم و ایجاد نواحی با تنش برشی منفی می باشد.نتیجه گیری: تنش برشی کم و تغییر جهت تنش برشی اعمالی به سلول های اندوتلیال در یک سیکل در اثر سخت شدن دیواره شریان، پاسخ آنها را تحت تاثیر قرار می دهد و می تواند مقدمه شکل گیری پلاک آتروسکروسیس یا کلسیفیه شدن بخشی از دیواره شریان شود. همچنین نتایج این تحقیق را می توان به عنوان یکی از شاخص های تشخیصی پیشرفت بیماری آتروسکروسیس یا کلسیفه شدن بخشی از دیواره شریان مورد استفاده قرار داد.

رم جت فراصوت و یا اسکرم جت نوع پیشرفته تر موتورهای صنعت هوا فضاست. انجام احتراق این نوع موتورها در سرعت فراصوت باعث می شود که اسکرم جت بتواند به سرعت هایی بالاتر از سرعت رم جت های متداول برسد. احتراق در سرعت های فراصوت نیاز به پایداری دارد. چون حفره ها در پایداری احتراق جریان های واکنشی فراصوتی در اسکرم جت ها اهمیت زیادی دارند، در این مقاله، با شبیه سازی جریان لایه برشی حفره با استفاده از مدل های مختلف اغتشاشی، اثر عوامل مختلف در این نوع جریان ها بررسی شد. ابتدا، با کمک مدل سازی جریان با مدل های مختلف اغتشاشی بهترین مدل، از نظر دقت و سرعت حل، برای شبیه سازی جریان های لایه برشی حفره معرفی شد. سپس، به کمک مدل انتخاب شده، حل هایی برای زوایای مختلف دیوار حفره انجام شد و نتایج با هم مقایسه شد. نتایج نشان داد که مدل اغتشاشیSST-k-w ، از نظر دقت و سرعت، بهترین مدل برای حل مسائل مربوط به لایه بررشی حفره است. همچنین، در این تحقیق، زوایای مختلف درنظر گرفته شده برای دیوار عمودی پشت نشان داد که دما در حفره ها با زاویه تند به شدت افزایش می یابد. بنابراین، دما عامل مهمی در تعیین زاویه خواهد بود و ممکن است محدودیت نقطه ذوب مواد به کاررفته انتخاب زاویه را تحت تاثیر قرار دهد.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

تنش برشی یکی از مهمترین موارد تحقیق را در مهندسی هیدرولیک به خود اختصاص می دهد؛ زیرا مستقیما بر ساختار جریان تاثیر می گذارد. در این تحقیق برای مطالعه تنش برشی در بستر و جداره کانال ذوزنقه ای چندین سری آزمایش در کانال ذوزنقه ای با شیب جدار 1 به 1 و در حالت صاف انجام گردید. از پرستون تیوپ برای اندازه گیری تنش برشی استفاده گردید. روابط موجود برای تعیین تنش برشی مورد ارزیابی قرار گرفت و روابطی برای تنش برشی در کانال ذوزنقه ای در حالت صاف با شیب جانبی 1 به 1 ارائه شده است. هم چنین تاثیر پارامتر نسبت ظاهری بر مقدار تنش برشی بی بعد مورد ارزیابی قرار گرفته است. درصد نیروی برشی دیوار (%SFw) نسبت به کل نیروی برشی مورد تجزیه وتحلیل قرار گرفت و نشان داده شد که با افزایش نسبت ظاهری مقدار نیروی برشی دیوار کاهش می یابد.

پیش بینی دقیق توزیع تنش برشی مرزی در کانالهای روباز در بسیاری از مسائل مهندسی نظیر طراحی کانال های پایدار، محاسبات مربوط به افت انرژی و رسوب گذاری در کانال ها حائز اهمیت می باشد. مطالعه های حاضر به بررسی چگونگی توزیع تنش برشی در کانال های نیم سهموی به دو روش انرژی و مومنتم و تغییرات آن در شرایط مختلف هیدرولیکی پرداخته است. برای تعیین تغییرات تنش برشی موضعی به روش انرژی از لوله پرستون با قطر خارجی چهار میلی متر مجهز به سلول های حساس به فشار دینامیک استفاده گردید. برای تبدیل فشار قرائت شده به تنش برشی از منحنی کالیبراسیون پتل استفاده شد. برای اندازه گیری مستقیم تنش برشی کل به روش مومنتم از روش فلوم لبه چاقویی استفاده شد. در نهایت روابطی برای تخمین تنش برشی در جدارهای صاف و زبر در کانال های نیم سهموی ارائه گردید. نتایج نشان دهنده این موضوع می باشد که تنش برشی جداره کانال در شرایط بستر صاف و زبر به ترتیب به-طور متوسط 7/3 درصد و 6/4 درصد بیش از تنش بستر می باشد. هم چنین اندازه گیری تنش برشی جداره و بستر به روش مومنتم در شرایط جداره صاف و زبر به طور متوسط مقادیر تنش برشی را 7/2 درصد و 85/5 درصد بیش از روش انرژی نشان می دهد.

پیش بینی دقیق تنش برشی در کانال های روباز در بسیاری از مسائل مهندسی نظیر طراحی کانال های پایدار، محاسبات مربوط به افت انرژی و رسوبگذاری در کانال ها حائز اهمیت می باشد. در هنگام سیلاب، بخشی از دبی رودخانه توسط کانال اصلی و بخش دیگر توسط دشت های سیلابی که در اطراف کانال اصلی قرار دارند، حمل می شود. به دلیل تفاوت عمق جریان بین کانال اصلی و دشت های سیلابی اطراف، سرعت جریان نیز متفاوت بوده و متعاقبا میزان تنش برشی و توزیع آن به صورت قابل ملاحظه ای دستخوش تغییر می گردد. در تحقیق حاضر آزمایش هایی برروی یک مقطع مرکب مستطیلی از جنس پلکسی گلاس به همراه دشت های سیلابی اطراف با دبی های مختلف و سه نسبت شکل متفاوت به انجام رسید. نتایج نشان داد که در هر نسبت شکل، با افزایش عمق جریان میزان تنش برشی نیز افزایش می یابد. همچنین نتایج نشان داد که با افزایش نسبت شکل، میزان تنش برشی به صورت معنی داری کاهش می یابد.

یکی از مشکلات استنت ها گرفتگی مجدد شریان (Restenosis) است که با تنش برشی در دیواره شریان نسبت معکوس دارد. کاشت استنت توزیع تنش برشی در دیواره شریان را تغییر داده بنابراین هندسه استنت احتمالا در ایجاد تنگی مجدد موثر است. در این تحقیق برای تحلیل جریان پایدار دو و سه بعدی خون در شریان های کرونر استنت گذاری شده از دینامیک محاسباتی سیالات استفاده شده است. هندسه واقعی استنت ها با استفاده از نرم افزار (Gambit, V2.0) مدل گردید. خون به صورت یک سیال نیوتنی و غیرقابل تراکم و دیواره شریان صلب فرض شده است. برای حل معادلات ناویر – استوکس حاکم از نرم افزار (Fluent, V6.0.12) استفاده شده است. تاثیر استفاده از تقسیم کننده جریان بر روی توزیع تنش برشی در دیواره شریان بررسی شد. نتایج نشان دادند که تنش برشی در دیواره شریان در بین حلقه های استنت به فاصله بین حلقه ها، پروفیل حلقه ها، تعداد حلقه ها و انحنای شریان بستگی دارد. در مدل های سه بعدی، تنش برشی در دیواره شریان استنت گذاری شده برای استنت های دارای هندسه های مختلف محاسبه و نواحی بحرانی مشخص شدند. استفاده از تقسیم کننده جریان به طرز قابل ملاحظه ای تنش برشی در دیواره شریان در ناحیه استنت گذاری شده را افزایش می دهد.

جریان خون و خون رسانی به بافت های گوناگون بدن، در زمره حیاتی ترین فرایندها در بدن موجودهای زنده می باشد. سرعت و فشار خون در رگ ها افزون بر توانایی پمپاژ قلب، به قطر رگ، انعطاف پذیری، گرفتگی و یا نبود گرفتگی رگ ها نیز بستگی دارد. بررسی رفتار و چگونگی حرکت سیال درون رگ ها به طور معمول با استفاده از روش های پزشکی انجام می پذیرد. با این وجود، پیشرفت روش های محاسباتی، امکان بررسی پدیده های گوناگون از جمله چگونگی حرکت خون در رگ ها را میسر می سازد. در این پژوهش، با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی (CFD)، یک رگ خونی با دیواره سخت و گرفتگی متقارن مورد بررسی قرار گرفته است. معادل ه های حاکم بر سرعت حرکت خون، تنش های وارده بر دیواره رگ و چگونگی عبور گلبول های قرمز در دو حالت عادی و با حضور لخته مورد بررسی قرار گرفته است. نتیجه های شبیه سازی نشان می دهد که حضور لخته در خون، به شدت سرعت، فشار و تنش را به ویژه در محل گرفتگی افزایش می دهد که این امر می تواند منجر به آسیب دیدن یا پارگی رگ در محل گرفتگی شود.