ツール C-30 · v1.0.0 · 無料 · 登録不要
C-30 · 熱 & 流体 · 循環器
心臓弁の流れ
ケージドボール弁、傾斜ディスク弁、二葉弁、または自己弁を通って血液が心臓から流れ出る様子を、ブラウザ上のリアルタイム流れシミュレーションで観察できます — 弁尖を開閉するのは流れそのものです。噴流とその角度、バルサルバ洞の渦、そして弁が出口をどれだけ狭めるかが見えます。
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v1.0.0 · 8件の参照ケースで検証済み
噴流 / 流入— ×噴流ピークと流出路ピークの比
速度比—v_tract / v_jet、心エコー報告と同じ定義
有効弁口面積— %流出路面積に対する割合、連続の式による
噴流角— °大動脈軸からの角度
| 0.50 超 — 軽度の範囲または狭窄なし |
| 0.25–0.50 — 中等度の範囲 |
| 0.25 未満 — 高度の範囲 |
| ケース | 参照値 | 本ソルバー |
|---|---|---|
| チャネル流 | 厳密解（ポアズイユ、クエット） | 10⁻¹³ |
| 脈動チャネル流 | ウォマーズリー | 0.1–0.8 % |
| 回転円柱 | テイラー–クエットのトルク、厳密解 | 0.01–0.4 % |
| 上蓋駆動キャビティ流れ、Re 100 | Ghia, Ghia & Shin 1982 | 0.5 % |
| 円柱後流、Re 100 | St 0.168–0.172 | 0.1695 |
| 円柱の抗力、Re 20 | C_D 2.01–2.22 | 2.22 |
| 移動物体と固定物体 | 同じ抗力 | 0.07 % |
| せん断流中の自由円柱 | ω = γ̇/2、Jeffery | 0.75 % |
- 学習と比較のためのものです — 診断、治療、デバイス選択には使用しないでください。
- 2次元断面は実際の3次元の弁よりも出口を強く狭める：弁同士を比較し、患者の値とは比較しないでください。
- この流れソルバーは、当社のシミュレーションソフトウェア Tessera と同じ開発から生まれたものです。 Tessera を見る →
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- 01格子と流体
D2Q9 · TRT Λ = 3/16 · ν = 0.012 → τ = 3ν + ½ = 0.536流出路の幅は 50 節点。弁輪径 25 mm の場合、1節点は約 0.5 mm。 - 02レイノルズ数
Re = U·D / ν = 0.04 × 50 / 0.012 = 167収縮期ピーク、2次元。実際の大動脈では約 4 000。 - 031拍動
u_in = U·sin(π t / 0.35T) · T = 16 000 ステップ収縮期は1拍動の 35 %。拡張期には入口圧を大動脈圧より Δp = c_s²·Δρ = 0.0020（格子単位）だけ低く保ち、逆流が弁を閉じる。 - 04流れで動く弁尖
(I + I_a)·θ̈ = M_fluid + I_a·θ̈_prevストッパー：偏心ピボット上のディスク、閉鎖 ↔ 70°。密度は血液の 2×、開放はストロークの 100 % までに制限。 - 05噴流
v_jet / v_tract = max|u| / U最初の拍動の後 - 06速度比
VR = v_tract / v_jet最初の拍動の後 - 07有効弁口面積
EOA / A_tract = VR最初の拍動の後
参考文献：Krüger et al., The Lattice Boltzmann Method (Springer 2017), ch. 5, 10, 11；Bouzidi, Firdaouss & Lallemand (2001)；Wen et al. (2014)；Ghia, Ghia & Shin, J. Comput. Phys. 48 (1982)；Sarkar & Sarkar, Prog. CFD 10 (2010)；Baumgartner et al., EAE/ASE recommendations, Eur. J. Echocardiogr. 10 (2009)；Dasi et al. (2009)；Sotiropoulos et al., Annu. Rev. Fluid Mech. 48 (2016)。
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