“腦子進水”怎么用有限元分析！！！

2021年2月8日 20:54
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本文共771字，5圖。
預計閱讀時間： 3分 鐘。

我腦子進水了！你腦子進水了！他腦子進水了！

腦子進水的才會往下看。

一句話形容腦積水：腦子進水——>腦子壓力過大——>腦子擴張——>腦子萎縮——>腦死亡！

專業點形容腦積水：由于各種原因導致腦脊液吸收障礙、循環受阻或分泌過多而致腦室系統進行性擴張。多見于各種顱腦外傷后或顱內腫物導致的或者先天性腦積水。

“腦子進水”怎么用有限元分析！！！的圖1

前言

“腦子進水”怎么用有限元分析！！！的圖2

本文分析了 由于腦積水疾病進而腦室內部壓力過大導致頭部擴張的過程。
由于涉及到 結構自由度、壓力自由度、熱力自由度，本文采用了一種能夠利用非局域場模擬結構-孔隙-流體-擴散-熱分析和結構隱式梯度正則化等耦合物理現象的單元，即CPT212單元。
關鍵仿真模擬技術特征：

  • 多孔介質（可模擬土壤）

  • 空隙壓力-熱力耦合單元

計算結果

“腦子進水”怎么用有限元分析！！！的圖3

壓力擴張導致變形結果：

“腦子進水”怎么用有限元分析！！！的圖4

壓力擴張導致應力結果：應力最大在腦室上下尖端處。

“腦子進水”怎么用有限元分析！！！的圖5

模型建立

“腦子進水”怎么用有限元分析！！！的圖6

模型建立很簡單，遵循 點->線->面->網格。采用平面應變假設。

“腦子進水”怎么用有限元分析！！！的圖7

材料參數

“腦子進水”怎么用有限元分析！！！的圖8

采用新胡克超彈性材料本構模型，超彈性材料的使用在往期文章《心血管支架移植模擬分析》中也有介紹。
定義新胡克超彈性： 
tb,hyper,1,,,NEO
tbdata,1,3000,0.005
fpx=4.8e-8
指定各向同性腦滲透性（ 多孔介質定義）： 
tb,pm,1,,,perm
tbdata,1,f

考慮熱效應：

“腦子進水”怎么用有限元分析！！！的圖9

邊界&載荷條件

“腦子進水”怎么用有限元分析！！！的圖10

外表面：近似固定，約束UX、UY自由度，壓力為0，溫度為人體平均溫度37攝氏度。 
DL,ALL,,UX,0
DL,ALL,,UY,0
DL,ALL,,Pres,0
d,all,temp,37.0
內表面：39攝氏度，166.61Pa壓力。 
SFL,ALL,PRES,166.61
d,all,temp,39.0
內外表面層： 37攝氏度。

“腦子進水”怎么用有限元分析！！！的圖11

求解設置

“腦子進水”怎么用有限元分析！！！的圖12

采用 SOIL分析類型，這種分析類型適用于含結構和流體孔隙壓力的自由度，如土壤分析，當然這里也可以采用靜力學分析。讀者可以自己嘗試查看兩種分析類型的區別。 
antyp,soil !static
kbc,1
eqslv,sparse   ！稀疏矩陣求解器
nlgeom,on   ！打開非線性
rate,on                       
outres,all,all 
time,1
nsubst,50,100000,10
solve
fini

全文結束，感謝閱讀。

完整命令流&模型文件后臺私信留言郵箱獲取！

“腦子進水”怎么用有限元分析！！！的圖13

“腦子進水”怎么用有限元分析！！！的圖14

“腦子進水”怎么用有限元分析！！！的圖15
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