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連成有限要素法による人工心臓拍動のシミュレーション技術の開発

研究報告コード R030000311
掲載日 2005年2月22日
研究者
  • 久田 俊明
研究者所属機関
  • 東京大学大学院新領域創成科学研究科
研究機関
  • 東京大学
報告名称 連成有限要素法による人工心臓拍動のシミュレーション技術の開発
報告概要 本研究では、拍動型人工心臓血液ポンプを対象に、その運動を正面からシミュレートする為の非線形有限要素解析プログラムの開発を行なった。本問題は、柔軟な構造と流体の3次元連成問題であるが、力学的観点からは、構造座屈を含む問題となっている。また、流体領域は構造座屈に伴って複雑かつ大幅に変化する問題、即ち、領域大変動を伴う連成問題となっている。このような特徴を有する問題に対して、本研究では、流体領域にはALE(Arbitrary Lagrangian-Eulerian)有限要素法による定式化を行い、シェル要素でモデル化された構造と強連成方程式を構成し、ALEメッシュ制御と自動時間増分制御を組み込んだ連成解析プログラムを開発した。また、開発したプログラムの妥当性を検証するため、検証モデルによる可視化実験を実施し、検討した。その結果、良好な一致をみた。
画像

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研究分野
  • 心臓
  • 生体代行装置
  • 計算機シミュレーション
研究制度
  • 計算科学技術活用型特定研究開発推進事業 生命・生体分野
研究報告資料
  • 久田 俊明. 連成有限要素法による人工心臓拍動のシミュレーション技術の開発. 計算科学技術活用型 特定研究開発推進事業 研究報告会 ~進展する第三の科学技術~ 2000. p.48 - 49.

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