인체혈액의 구성방정식에 관한 비교연구

유상신; 서상호; 장남일

Korean Journal of Rheology, Vol.6, No.2, 157-164, December, 1994

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인체혈액의 구성방정식에 관한 비교연구

A Comparative Study on Constitutive Equations of Human Blood

유상신, 서상호, 장남일

초록

인체 동맥혈관내 혈액의 유동현상을 수치적으로 해석하기 위해서는 혈액의 유변학적 성질을구성방정식으로 나타내어야 한다. 본 연구에서는 혈액의 점성계수를 표현하기 위하여 비뉴턴유체의 점성을 나타내는 식으로서 Carreau 모델, 수정 Cross 모델, 수정 Powell-Eyring 모델과 수정멱법칙모델을 사용하였고, 원형관내 혈액의 정상유동을 수치모사하기 위하여 겉보기점성계수를 이용하는 구성방정식을 운동량방정식에 적용하였다. Carreau모델과 수정멱법칙모델을 적용할 때 레이놀즈수의 변화가 중심선상의 속도와 길이방향의 압력변화에 미치는 영향을 고찰하였다. 전단율이 높은 영역에서 혈액의 겉보기점성계수를 효과적으로 나타낼 수 있는 수정멱법칙모델을 제시하였다.

In order to investigate the flow phenomena in the human arteries a specific constitutive equation which represents the rheological behavior of blood should be determined. In present study the non-Newtonian viscosity of blood is expressed as a function of the shear rate using the Carreau model, the modified Cross model, the modified Powell-Eyring model and the modified power-law model. These models are applied to the momentum equation to simulate the steady circular tube flows of blood. The effect of Reynolds number on the centerline velocity and pressure variation of blood flow is discussed for the Carreau model, the modified Cross model, the modified Powell-Eyring model and the modified power-law model. A further modification for the power-law model is presented to account for the higher range of the shear rate.

Keywords:Human blood;Constitutive equations;Circular tube flow;Numerical analysis

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