李雄 兰凤崇 陈吉清 陈昕哲
华南理工大学 机械与汽车工程学院,广东 广州 510640
Blood Flow and Aortic Response of Occupant in Vehicle Crash Accident
LI Xiong LAN Fengchong CHEN Jiqing CHEN Xinzhe
School of Mechanical & Automotive Engineering,South China University of Technology,Guangzhou 510640, Guangdong,China
摘要:
汽车碰撞事故中钝性主动脉损伤可能发生在心脏跳动周期的任何时刻,然而不同生理阶段的血流动力学特性对安全带约束载荷作用下主动脉力学响应的影响仍缺乏深入了解。本文基于心脏-主动脉系统有限元模型,建立了具有生理特性的流固耦合模型,并对其进行了血流动力学仿真可靠性验证。在此基础上,采用分步建模的策略构建了安全带约束载荷作用下的胸廓包覆内脏器官流固耦合模型,通过改变左心室运动位移和主动脉出口压力边界条件实现了心脏收缩期不同生理阶段(收缩初期、中期和末期)的数值模拟分析。研究结果表明,安全带约束载荷下心脏收缩中期主动脉具有较高的损伤风险。在心脏快速射血期阶段,0.12 s时刻下的主动脉弓区域的应变值峰值为0.148,较收缩初期和末期分别增加9.4%和6.1%;降主动脉出口处的血液压力在0.08 s时刻达到了峰值137.33 mmHg,较收缩初期和末期分别高出14.7%和9.6%。研究所建立的安全带约束载荷作用下胸廓包覆内脏器官的流固耦合模型能够模拟复杂载荷环境下主动脉的血流动力学响应,可为生理状态相关的主动脉损伤机制分析提供技术参考。