We present a new computational model for the numerical simulation of blood flow in the human left heart. To this aim, we use the Navier-Stokes equations in an Arbitrary Lagrangian Eulerian formulation to account for the endocardium motion and we model the cardiac valves by means of the Resistive Immersed Implicit Surface method. To impose a physiological displacement of the domain boundary, we use a 3D cardiac electromechanical model of the left ventricle coupled to a lumped-parameter (0D) closed-loop model of the remaining circulation. We thus obtain a one-way coupled electromechanics-fluid dynamics model in the left ventricle. To extend the left ventricle motion to the endocardium of the left atrium and to that of the ascending aorta, we introduce a preprocessing procedure according to which an harmonic extension of the left ventricle displacement is combined with the motion of the left atrium based on the 0D model. To better match the 3D cardiac fluid flow with the external blood circulation, we couple the 3D Navier-Stokes equations to the 0D circulation model, obtaining a multiscale coupled 3D-0D fluid dynamics model that we solve via a segregated numerical scheme. We carry out numerical simulations for a healthy left heart and we validate our model by showing that meaningful hemodynamic indicators are correctly reproduced.


翻译:我们为人体左心心血流的数值模拟提供了一个新的计算模型。为此,我们使用任意Lagrangian Eullirian配方的纳维-斯托克方程式来计算心心心动,我们用坚忍的 Immersed 隐形表层法来模拟心脏阀门。为了强制对域界进行生理迁移,我们使用左心室的3D心脏电动机动模型,同时以一个包状的参数(0D)闭环模型来模拟剩余循环。因此,我们在左心室的配电动模型中获得了一个有意义的单向与电动电动混合的电动动态模型。为了将左心室运动扩展到左心心心室的内心动和升向的腹心动方法。我们引入了一种预处理程序,根据这个程序,左心室迁移的调和左心室的动作是建立在 0D 校验模型基础上的右心室运动。为了更好地匹配 3D 心脏流流与外部血液模型的流动,我们把左心心动模型结合,我们把左心室运动运动运动运动运动运动运动的图与通过O-D 递取了一个多式的图。 我们将三D 数字平式的体运动流向的图,我们用了一个一个数字平式的体运动流式的图式的图, 通过一个图式的体流到一个图式的图,通过一个数字式式的体流到一个数字式的体流到一个O。

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