روش شبكه بولتزمن غيرنيوتني براي شبيه سازي جريان سيال كاريو - ياسودا در يك كانال داراي انسداد

Simulation of Carreau-Yasuda Flow in Stenotic Channel by Non-Newtonian Lattice Boltzmann Method

در مطالعه حاضر به شبيه­ سازي جريان سيال غيرنيوتني خون درون يك كانال دو بعدي داراي انسداد پرداخته شده است. از مدل سيال كاريو - ياسودا براي بررسي رفتار رقيق برشي خون استفاده گرديده است. روش شبكه بولتزمن غيرنيوتني براي شبيه سازي عددي جريان خون بكار گرفته شده است. مدل‌سازي مرزهاي منحني مربوط به انسدادها با دقت مرتبه دو انجام پذيرفته است. نتايج عددي حاصل از حل با نتايج مربوط به سيال غيرنيوتني كاريو-ياسودا در يك كانال دو بعدي مقايسه گرديده و با موفقيت اعتبار­سنجي شده است. آناليز شبكه براي نشان دادن استقلال روش عددي با استفاده از سه شبكه با اندازه‌‌هاي مختلف انجام شده است. به منظور بررسي اثر وجود انسداد روي پارامتر­هاي مختلف موثر در جريان نظير سرعت، فشار و ضريب پسا، پروفيل­­ ها و كانتورهاي مربوطه ترسيم شده ­اند. نتايج نشان مي­­دهد كه افت فشار در نواحي پس از گرفتگي ­­ها قابل ملاحظه خواهد بود. شكل­ گيري ساختار­هاي گردابي پس از انسدادها كه نشان دهنده حركت چرخشي سيال در اين محل ­ها با وجود غيرنيوتني و آرام بودن جريان خون است، از ديگر نتايج اين مقاله است.

In the current study, the non-Newtonian blood flow in a two-dimensional stenotic vessel is simulated. Carreau-Yasuda model is used to investigate the shear-thinning behavior of fluid flow. The non- Newtonian lattice Boltzmann method is applied to numerical simulation of blood flow. Curve boundaries are modeled with two-order accuracy. Numerical results of current study are compared and successfully validated with results of non-Newtonian Carreau-Yasuda fluid in a simple two dimensional channel. Mesh grid study is conducted to show the independence of numerical method by using three different grid sizes. To investigate the effect of occlusion on different parameters affecting in blood flow such as velocity, pressure and drag coefficient, the corresponding profiles and contours are drawn. The results show that the pressure drop will be significant in the area after the stenotices. Although the blood flow is laminar and non- Newtonian, the vortex structures formed after the obstacles.