- 発表日 2022/11/17
- 日本機械学会第 35 回計算力学講演会
- DOIコード 10.1299/jsmecmd.2022.35.15-05
OpenFOAMとCalculiXを用いた大動脈の流体構造連成解析
現在，医療分野の研究において血管や臓器に対する生体シミュレーションの活用が広まっており，X線CTやMRI により高速且つ高精度に3Dモデル化した生体内部形状を用いることで，個人ごとにパーソナライズされた生体シミュレーションによる迅速かつ正確な医療診断の実現が期待できる．特に，Open Source Software(OSS)を用いた生体シミュレーション技術は，血管内部を脈動して流れる血流の再現など医療分野に利用するための開発が進んでおり，近年では，より難度の高いマルチフィジックスシミュレーションへの適用が研究されている．しかし，解析としての精度及び妥当性の保証，Fluid?Structure Interaction（FSI）の計算時間や安定性，複雑な現象の再現に対する解析機能の不足など多くの課題がある．特に，流体解析OSSであるOpenFOAMを用いた血流シミュレーションでは，拍動と生体の動きによる血圧変化の表現方法，CalculiXなどのOSS構造解析ソフトウェアとの連成解析の安定性に課題がある．そこで本研究では，血圧変化を表現するモデルの一つであるWindkesselモデルをOpenFOAMに追加し，OpenFOAMとCalculiXによる双方向連成のマルチフィジックスシミュレーション技術を開発した．そして，パーソナライズ生体シミュレーションの一例として，胸部大動脈における血流シミュレーションに適用し有効性の評価を行った．
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