Original title:
Samobuzené oscilace elastických trubic indukované interakcí mezi tekutinou a stěnou
Translated title:
Self-excited oscillations of elastic tubes induced by fluid-structure interactin
Authors:
Štembera, Vítězslav ; Maršík, František (advisor) ; Okrouhlík, Miloslav (referee) ; Žitný, Rudolf (referee) Document type: Doctoral theses
Year:
2010
Language:
eng Abstract:
[eng][cze] 1 Introduction The aim of this thesis was to develop a mathematical model that could describe the phe- nomenon of self-excited oscillations of flexible tubes induced by fluid-structure interaction between the tube wall and the inner fluid flow. The term self-excited means that the studied system has no oscillatory inner sources or bound- ary conditions, the harmonic motion originates in the system itself. Let us show some examples for the occurrence of this phenomenon in the human body: Pedley ([?]) mentions that vessel collapse is most readily seen in veins, such as in the veins of a hand raised above the level of the heart or in the jugular vein when a person is standing erect ([?]). In arteries1 , such a collapse can be observed only in some special cases, for example in the case when additional outer pressure is applied to the artery. One example is blood pressure measurement using a sphygmomanometer cuff. During this measurement, the so- called Korotkoff sounds, which are strongly believed to be connected to these self-excited oscillations of the brachial artery wall, appear. These Korotkoff sounds are used by medical doctors for pressure diagnostics and are known from the beginning of the 20th century2 . They disappear when the cuff is removed. Artery collapse is also probable if an artery is filled with...Samobuzené oscilace elastických trubic indukované interakcí mezi tekutinou a stěnou V práci je zkoumán jev samobuzených oscilací elastických trubic indukovaný interakcí mezi tekutinou a stěnou. Práce je motivována kolapsem a jevem samobuzených oscilací cévních stěn, pozorovaným v lidském těle. Pro popis stěny trubice je použita smíšená formulace konečných prvků. Model stěny je pros- torově třídimenzionální, zahrnující velké deformace a popisující stěnu jako nelineární hyperela- stický materiál. Jsou implementovány tři materiálové modely : Neo-Hookeův model, isotropní Gentův model a anisotropní Gentův model. Poslední dva zmíněné modely obsahují jev tzv. omezené roztažnosti vláken, vyskytující se v reálných cévách. Anisotropní verze Gentova mod- elu umožňuje popsat dvě nezávislá vinutí kolagenních vláken ve stěně trubice. Pro časovou inte- graci je použita Hilber-Hughes-Taylorova metoda. Tekutina je považována za Newtonovskou, modelovanou pomocí metody umělé stlačitelnosti. Model proudění tekutiny je založen na prostorově jednodimenzionálním přiblížení a používá metodu přímek. Oba typy řešičů jsou testovány pomocí příkladů s analytickým řešením. Řešiče pro tekutinu a stěnu jsou tzv....
Institution: Charles University Faculties (theses)
(web)
Document availability information: Available in the Charles University Digital Repository. Original record: http://hdl.handle.net/20.500.11956/31644