On the Periodicity of Cardiovascular Fluid Dynamics Simulations.
On the Periodicity of Cardiovascular Fluid Dynamics Simulations.
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DOI：
10.1007/s10439-021-02796-x
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发表时间：
2021-12
影响因子：
3.8
通讯作者：
Marsden, Alison L.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Pfaller, Martin R.;Pham, Jonathan;Wilson, Nathan M.;Parker, David W.;Marsden, Alison L.
关键词：
三维心血管流体动力学模拟通常需要计算几个心脏周期才能达到周期解，这使得它们的计算成本很高。此外，目前还没有标准化的方法来确定模拟是否已经达到了这种周期性状态。在这项工作中，我们建议使用渐近误差测量来量化模拟结果与其理想周期状态之间的差异，使用集中参数建模。我们进一步表明初始条件对于减少计算时间至关重要，并开发了一个自动化框架，从一维血流模型生成适当的初始条件。我们使用来自血管模型库的六个特定于患者的模型来演示我们的初始化方法的性能。在我们的示例中，我们的初始化协议在一个或两个心脏周期内实现周期性收敛，与标准方法相比，显著降低了计算成本。本工作中使用的所有计算工具都在开源软件平台SimVascular中实现。在心血管流体动力学模拟中，自动生成初始条件具有显著减少计算时间的潜力。
Three-dimensional cardiovascular fluid dynamics simulations typically require computation of several cardiac cycles before they reach a periodic solution, rendering them computationally expensive. Furthermore, there is currently no standardized method to determined whether a simulation has yet reached that periodic state. In this work, we propose use of the asymptotic error measure to quantify the difference between simulation results and their ideal periodic state using lumped-parameter modeling. We further show that initial conditions are crucial in reducing computational time and develop an automated framework to generate appropriate initial conditions from a one-dimensional model of blood flow. We demonstrate the performance of our initialization method using six patient-specific models from the Vascular Model Repository. In our examples, our initialization protocol achieves periodic convergence within one or two cardiac cycles, leading to a significant reduction in computational cost compared to standard methods. All computational tools used in this work are implemented in the open-source software platform SimVascular. Automatically generated initial conditions have the potential to significantly reduce computation time in cardiovascular fluid dynamics simulations.
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影响因子：
4.3
作者：
HUGHES T J R;LUBLINER J
通讯作者：
LUBLINER J
DOI：
10.1115/1.4042184
发表时间：
2019-03-01
影响因子：
1.7
作者：
Mirramezani, Mehran;Diamond, Scott L.;Shadden, Shawn C.
通讯作者：
Shadden, Shawn C.
DOI：
10.1016/0045-7825(92)90041-h
发表时间：
1992-09-01
影响因子：
7.2
作者：
FRANCA, LP;FREY, SL
通讯作者：
FREY, SL
DOI：
10.1016/j.jtcvs.2007.04.078
发表时间：
2008-08-01
影响因子：
6
作者：
Bove, Edward L.;Migliavacca, Francesco;Dubini, Gabriele
通讯作者：
Dubini, Gabriele
DOI：
10.1016/j.cma.2005.11.011
发表时间：
2006-01-01
影响因子：
7.2
作者：
Figueroa, C. Alberto;Vignon-Clementel, Irene E.;Taylor, Charles A.
通讯作者：
Taylor, Charles A.