Моделирование течения крови в заполненной спиралями аневризме

[dolivanov 7]

Здравствуйте.

 

Занимаюсь биомеханикой и решил провести численный эксперимент по расчету течения крови в аневризме, заполненной спиралями. 

 

Основная проблема, с которой столкнулся, это способ построения такой спирали, имеющей сечение круг или что-то подобное, и заполняющей аневризму по типу клубка ниток.

 

Картинки прилагаю. 

 

Делают по-разному и считают тоже разные модели.

 

Хотелось бы потратить как можно меньше времени на построение спирали.

 

 

[vl 327]

Если хотите простоты, то сделайте объем аневризмы полупроницаемым.

Свойства (коэффициенты линейные и квадратичные) придется каким либо образом рассчитать отдельно в зависимости от параметров нити.

Можно отдельно смоделировать течение через такой клубок.

Но зато в целом задачу можно будет решать без подобной сложности

[piden 2 874]

Можно отдельно смоделировать течение через такой клубок.

 

И тогда его все равно придется рисовать 

Я обещал поделиться идеей рисования, если Дмитрий-Александр создаст новую тему..

 

Думаю, ТС уже накачал литературы и понял, как народ серьезно относится к моделированию этих спиралей. Пока остается непонятным, насколько серьезно к результатам моделирования относится заказчик и насколько серьезно - исполнитель в лице ТС. А то ведь и совет vl может прокатить вполне. Как предварительный расчет, чтобы было хоть что-нибудь, пока нет детальной модели спирали, следует так и сделать.

 

Ближе к телу.

Мой способ = способ Blurp'a (рисование траектории сплайном) + рисование по точкам из детских книжек ("соедини все точки и получи кошечку").

Только точки в 3д и должны быть такими, чтобы траектория, проходя по одному разу через точку, не пересекала себя и, желательно, чтобы тело даже не касалось себя после вытяжки. Т.е. все точки должны отстоять в пространстве друг от друга хотя бы на величину диаметра спирали.

 

1. Рисуем сферу, мешим тетрой желательно одного размера (>= диаметр спирали)

2. Сохраняем сетку в какой-нибудь текстовый формат, выцепляем оттуда координаты узлов.

3. Импортируем в кад это облако точек, далее используем его в качестве референса.

4. Most exciting part. Выбираем первую точку и терпеливо малюем траекторию, соединяя любые соседние точки.

5. Понятное дело, вытягивание по траектории.

 

Я этот способ попробовал в SW. Соединять точки сплайном крайне неудобно, малейшая ошибка = начинай заново. Поэтому начал соединять линиями, но через 3,5 минуты сдался

Наверное, можно довести это до ума за пару часов... если ты настоящий индеец.

Выкладываю файл и картинки с моими потугами.

 

 

TEST SW2014.rar

 

 

Вообще виделся алгоритм, когда фактически решается задача обхода точек в пространстве без повторения. Со случайным выбором ближайшей точки. Возможно, с добавлением условия по допустимому сферическому углу поиска ближайшей. Но слишком муторно это делать ради ответа на форуме 

 

А в литературе еще понавороченней.. Плюс они еще степень заполнения контролируют)

 

Изменено 15 ноября 2016 пользователем piden

[piden 2 874]

Наверное, можно довести это до ума за пару часов... если ты настоящий индеец.

 

Не выдержал. Поступил как белый человек.

 

 

 

 

TEST02 SW2014.rar

Изменено 16 ноября 2016 пользователем piden

[Blurp 1 678]

Cool!

Значит все-таки CAD?

[vl 327]

ну да,

а теперь пусть ТС строит сетку с погранслоем для такой геометрии

а потом вешается от полной несходимости задачи

[AlexKaz 1 822]

Проще высчитать как пористую среду. Только с параметрами может случиться затык.

Вообще для интересующихся могу скинуть картинки металлических похожих "сот" (есть спецпроизводство и спецзаводик при Политехе) - сравнить на глаз где дыр больше/меньше.

[piden 2 874]

а теперь пусть ТС строит сетку с погранслоем для такой геометрии а потом вешается от полной несходимости задачи

 

Подкапотное пространство давно считал? Видать, уже и не упомнишь, когда... А было хоть?

 

Что, построить показать сетку?  Эти задачи так и решаются в нынешнем мире. Только еще спиральку сначала в эксплисит-коде в полость запихивают по несколько раз. Статистику набирают)

 

 

Проще высчитать как пористую среду.

Если хотите простоты, то сделайте объем аневризмы полупроницаемым. Свойства (коэффициенты линейные и квадратичные) придется каким либо образом рассчитать отдельно в зависимости от параметров нити.

У вас, господа, наверняка есть отличный план, как найти эти коэффициенты. Я даже знаю, какими словами он начинается. "Берем справочник гидравлических сопротивлений..." 

 

Открою секрет: проще вообще ничего не делать)

[Blurp 1 678]

@piden, Ишо бы как-нить без взрыва мозга self-intersection'ы минимизировать. Или оно тут не играет?

[piden 2 874]

self-intersection'ы минимизировать

Я старался их избегать по возможности, так что их меньше, чем могло бы быть)

 

Но течение мы рассчитываем не внутри, а вокруг спирали, так что все норм. Даже если б самопересечений не было, в местах касания или очень маленького расстояния между витками нормальный мешер (или юзер) все равно сделает объединение при построении сетки. Жертвуем точностью геометрии ради приемлемого качества и количества элементов сетки)

[Blurp 1 678]

Я старался их избегать по возможности, так что их меньше, чем могло бы быть)

Это видно. Просто думал, может их вообще быть не должно. А раз не очень важно, то что-то довольно близкое к требуемому вполне реально построить по твоему методу. В связи с этим безусловно согласен со спойлером в 8-м посте.

Есть одна темка. Изучаю возможность с внутренностями сферы заколайдиться.

 

[piden 2 874]

Есть одна темка

Ого, круто! Каким образом?

[Blurp 1 678]

Да вот и думаю - каким. Инструментарий вроде есть и он внутри все той же любимой софтины.

[piden 2 874]

В 3д тоже можно? Или только на плоскости?

[Blurp 1 678]

В 3д тоже можно?

Вроде как

[piden 2 874]

А контакт только с собой? Или и с другими примитивами? С поверхностью возможен?)

 

И можно ли кончик не мышкой перемещать, а задать траекторию по точкам?

[Blurp 1 678]

С жестким коллайдом разбираюсь.

[piden 2 874]

Nice..

 

А первую модель, которую в СВ-шной теме выкладывал, так делал? 

[Blurp 1 678]

@piden

[dolivanov 7]

Спасибо всем, не думал, что так заинтересует задача.

 

Заказчика никакого нет, так для себя решил для интереса, потом может и статья получится какая из всего этого.

Вариант piden мне больше всего понравился, думал сделать примерно так же, но не хотел по точкам тыкать.) Попробую сегодня, может что-то получится.

 

Кстати да, с сеткой придется потом еще повозиться и считать все это сутками с учетом двусторонней связи с упругой частью.

 

Что касается пористой среды - тут неясно, где брать ее параметры. Ведь сравнивать с чем-то нужно будет результаты расчетов.

 

Идея у меня такая - посчитать все это с учетом упругости стенок, потому что большинство стенки в таких задачах со стентами, спиралями и аневризмами не учитывает.

Обычно эту спираль еще и стентом подпирают, с ними тоже проблем полно.

Создал вот такую модель, пока рассчитать не получилось.

 

Со стентом тоже морока была  - сначала сделал его прямым, потом с помощью инструмента "гибкие" в SW согнул. Так как в нем куча вырезов, то все это перестраивалось по несколько минут, хотя компьютер у меня приличный. В итоге пока форма стента мне не нравится, он неплотно прилегает к стенкам и угол входа в дочерний сосуд тоже неверным получился.

Изменено 17 ноября 2016 пользователем dolivanov