“脑子进水”怎么用有限元分析!!!

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我脑子进水了!你脑子进水了!他脑子进水了!

脑子进水的才会往下看。

一句话形容脑积水:脑子进水——>脑子压力过大——>脑子扩张——>脑子萎缩——>脑死亡!

专业点形容脑积水:由于各种原因导致脑脊液吸收障碍、循环受阻或分泌过多而致脑室系统进行性扩张。多见于各种颅脑外伤后或颅内肿物导致的或者先天性脑积水。

“脑子进水”怎么用有限元分析!!!的图1

前言

“脑子进水”怎么用有限元分析!!!的图2

本文分析了 由于脑积水疾病进而脑室内部压力过大导致头部扩张的过程。
由于涉及到 结构自由度、压力自由度、热力自由度,本文采用了一种能够利用非局域场模拟结构-孔隙-流体-扩散-热分析和结构隐式梯度正则化等耦合物理现象的单元,即CPT212单元。
关键仿真模拟技术特征:
  • 多孔介质(可模拟土壤)

  • 空隙压力-热力耦合单元

计算结果

“脑子进水”怎么用有限元分析!!!的图3

压力扩张导致变形结果:

“脑子进水”怎么用有限元分析!!!的图4

压力扩张导致应力结果:应力最大在脑室上下尖端处。

“脑子进水”怎么用有限元分析!!!的图5

模型建立

“脑子进水”怎么用有限元分析!!!的图6

模型建立很简单,遵循 点->线->->网格。采用平面应变假设。

“脑子进水”怎么用有限元分析!!!的图7

材料参数

“脑子进水”怎么用有限元分析!!!的图8

采用新胡克超弹性材料本构模型,超弹性材料的使用在往期文章《心血管支架移植模拟分析》中也有介绍。
定义新胡克超弹性:
tb,hyper,1,,,NEO
tbdata,1,3000,0.005
fpx=4.8e-8
指定各向同性脑渗透性( 多孔介质定义):
tb,pm,1,,,perm
tbdata,1,f

考虑热效应:

“脑子进水”怎么用有限元分析!!!的图9

边界&载荷条件

“脑子进水”怎么用有限元分析!!!的图10

外表面:近似固定,约束UX、UY自由度,压力为0,温度为人体平均温度37摄氏度。
DL,ALL,,UX,0
DL,ALL,,UY,0
DL,ALL,,Pres,0
d,all,temp,37.0
内表面:39摄氏度,166.61Pa压力。
SFL,ALL,PRES,166.61
d,all,temp,39.0
内外表面层: 37摄氏度。

“脑子进水”怎么用有限元分析!!!的图11

求解设置

“脑子进水”怎么用有限元分析!!!的图12

采用 SOIL分析类型,这种分析类型适用于含结构和流体孔隙压力的自由度,如土壤分析,当然这里也可以采用静力学分析。读者可以自己尝试查看两种分析类型的区别。
antyp,soil !static
kbc,1
eqslv,sparse   !稀疏矩阵求解器
nlgeom,on   !打开非线性
rate,on                       
outres,all,all 
time,1
nsubst,50,100000,10
solve
fini

全文结束,感谢阅读。

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