Finite element simulation of fluid dynamics and CO$$_2$$2 gas exchange in the alveolar sacs of the human lung
Finite element simulation of fluid dynamics and CO$$_2$$2 gas exchange in the alveolar sacs of the human lung
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人肺肺泡囊流体动力学和CO$$_2$$2气体交换的有限元模拟
DOI：
10.1007/s40314-018-0692-5
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发表时间：
2018
影响因子：
2.6
通讯作者：
Obidio Rubio
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Luis J Caucha;Stefan Frei;Obidio Rubio
在这篇文章中，我们提出了一个数值框架的基础上连续模型的流体动力学和CO气体分布在肺泡囊的人肺在呼气和吸气，包括气体交换到心血管系统。我们包括膨胀和收缩的几何通过任意拉格朗日-欧拉（ALE）方法。对于离散化，我们使用等阶有限元结合压力稳定技术的基础上局部投影或内部处罚。我们推导出这两种技术是适合任意各向异性网格的配方。这些制剂在ALE方法中是新颖的。此外，我们调查的影响，不同的边界条件，吸气和呼气之间的变化。我们提出了一个简化的二维肺泡囊的几何形状的数值结果，并调查的压力稳定以及边界条件的影响。
In this article, we present a numerical framework based on continuum models for the fluid dynamics and the COgas distribution in the alveolar sacs of the human lung during expiration and inspiration, including the gas exchange to the cardiovascular system. We include the expansion and contraction of the geometry by means of the Arbitrary Lagrangian–Eulerian (ALE) method. For discretisation, we use equal-order finite elements in combination with pressure-stabilisation techniques based on local projections or interior penalties. We derive formulations for both techniques that are suitable on arbitrarily anisotropic meshes. These formulations are novel within the ALE method. Moreover, we investigate the effect of different boundary conditions, that vary between inspiration and expiration. We present numerical results on a simplified two-dimensional alveolar sac geometry and investigate the influence of the pressure stabilisations as well as the boundary conditions.
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影响因子：
2.9
作者：
J. Lohéac
通讯作者：
J. Lohéac
DOI：
10.1201/9780203904169.ch6
发表时间：
2001
期刊：
arXiv: Analysis of PDEs
影响因子：
--
作者：
R. Dziri;Jean
通讯作者：
Jean
影响因子：
3.3
作者：
FEDERSPIEL, WJ;FREDBERG, JJ
通讯作者：
FREDBERG, JJ
DOI：
10.1016/0034-5687(72)90099-0
发表时间：
1972-01-01
期刊：
RESPIRATION PHYSIOLOGY
影响因子：
--
作者：
HLASTALA, MP
通讯作者：
HLASTALA, MP
气体密度和肺稳态二氧化碳吸收通气模式的影响。
DOI：
10.1016/0034-5687(75)90027-4
发表时间：
1975
期刊：
Respiration physiology
影响因子：
--
作者：
P. Kvale;J. Davis;R. Schroter
通讯作者：
R. Schroter