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https://hdl.handle.net/20.500.14094/90006466
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2024-04-25
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90006466 (fulltext)
pdf
5.22 MB
13
メタデータ
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メタデータID
90006466
アクセス権
open access
出版タイプ
Accepted Manuscript
タイトル
Numerical simulations of flows in cerebral aneurysms using the lattice Boltzmann method with single- and multiple-relaxation time collision models
著者
Osaki, Susumu ; Hayashi, Kosuke ; Kimura, Hidehito ; Seta, Takeshi ; Kohmura, Eiji ; Tomiyama, Akio
著者名
Osaki, Susumu
著者ID
A0964
研究者ID
1000060455152
KUID
https://kuid-rm-web.ofc.kobe-u.ac.jp/search/detail?systemId=e78459b908f278db520e17560c007669
著者名
Hayashi, Kosuke
林, 公祐
ハヤシ, コウスケ
所属機関名
工学研究科
著者ID
A1414
研究者ID
1000090514753
KUID
https://kuid-rm-web.ofc.kobe-u.ac.jp/search/detail?systemId=ac807949acce8ad6520e17560c007669
著者名
Kimura, Hidehito
木村, 英仁
キムラ, ヒデヒト
所属機関名
医学部附属病院
著者名
Seta, Takeshi
著者ID
A0460
研究者ID
1000030225388
著者名
Kohmura, Eiji
甲村, 英二
コウムラ, エイジ
所属機関名
医学研究科
著者ID
A0901
研究者ID
1000030211402
KUID
https://kuid-rm-web.ofc.kobe-u.ac.jp/search/detail?systemId=f03eb022a30248d0520e17560c007669
著者名
Tomiyama, Akio
冨山, 明男
トミヤマ, アキオ
所属機関名
工学研究科
収録物名
Computers & Mathematics with Applications
巻(号)
78(8)
ページ
2746-2760
出版者
Elsevier
刊行日
2019-10-15
公開日
2021-11-01
抄録
Lattice Boltzmann simulations of flows in TOF-MRA-based cerebral aneurysm models are carried out using the single-, two- and multiple-relaxation time collision models, SRT, TRT and MRT, to investigate the effects of the collision model on predicted velocity fields in the aneurysms. The non-Newtonian characteristics of blood are accounted for by using the Casson model, whereas a simulation with the Newtonian viscous stress model is also carried out to investigate the effects of the viscous stress model on predicted velocity and wall shear stress distributions. Four cerebral aneurysm models are used in the simulation. The shapes of cerebral arteries are extracted from TOF-MRA data as STL meshes, and the level set function representing the artery wall is reconstructed from the STL mesh data. By making use of the level set function in the interpolated bounce-back scheme, the complex structures of arteries having aneurysms can be easily dealt with in the LB framework. As a result, the following conclusions are obtained: (1) the SRT can give reasonable predictions comparable to the MRT, provided that the spatial resolution is high enough; otherwise numerical errors can be large and numerical instabilities take place, (2) numerical errors in velocity is apt to take place in the near aneurysm wall region due to a small velocity scale, (3) although the TRT is less stable than the MRT, predictions of the TRT under stable numerical conditions are almost the same as those of the MRT, and (4) although the Bingham number effect on the flow structure is small, the mean wall shear stress may change over several percent, depending on the configuration of the aneurysm and the main blood flow, by neglecting the non-Newtonian nature of blood.
キーワード
Multiple-relaxation time collision model
Two-relaxation time collision model
TOF-MRA
Casson fluid
Wall shear stress
カテゴリ
医学研究科
医学部附属病院
工学研究科
学術雑誌論文
権利
© 2019 Elsevier Ltd.
This manuscript version is made available under the CC-BY-NC-ND 4.0 license http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
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資源タイプ
journal article
言語
English (英語)
ISSN
0898-1221
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eISSN
1873-7668
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NCID
AA11527641
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DOI
https://doi.org/10.1016/j.camwa.2019.04.021
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