شبیه سازی عددی سه بعدی جریان در لوله حالب دچار گرفتگی و بررسی اتساع دیواره لوله حالب به کمک برهم کنش سیال-سازه

در این پژوهش مدلی سه بعدی مبتنی بر هندسه واقعی لوله حالب ایجاد شد و سپس با استفاده از مدل مونی - ریولین پنج پارامتری مشخصات مکانیکی دیواره شبیه سازی شد. با استفاده از این مدل و به کمک تکنیک برهم کنش سیال - سازه، به بررسی اثرات سنگ حالب بر جریان، اتساع دیواره لوله حالب ، و فشار لگنچه کلیوی پرداخته شد. بدین منظور، سنگ لوله حالب در دو حالت مختلف مدلسازی شد. در حالت اول به شبیه سازی جریان در لوله حالب دارای سنگ کروی پرداخته شد. مشاهده شد که تا زمانی که گرفتگ ی ناشی از سنگ ، شدید نباشد، تغییرات در فشار لگنچه کلیوی و فشار وارد بر دیواره و اتساع آن نیز، قابل توجه نمی باشد . همچنین مشاهده شد که تغییرات در فشار لگنچه کلیوی ، میزان فشار وارده و الگوی توزیع فشار روی دیواره، صرف ا وابسته به قطر سنگ و سطح مقطع لوله حالب در محل قرارگیری سنگ می باشد. در نتیجه ، حالت دومی از انسداد لوله حالب بر اثر سنگ لوله حالب شبیه سازی شد که در آن بتوان درصد گرفتگ ی لوله را تعیین کرد. مشاهده شد که هنگامی که درصد گرفتگی شدید شود (بیشتر از %۹۰)، فشار لگنچه کلیوی افزایش قابل توجهی می یابد و در موارد بسیار شدید گرفتگی (%۳۵۷.۹۸)، فشار لگنچه کلیوی از فشار بحرانی بیشتر می شود و امکان از کار افتادن کلیه وجود دارد. همچنین مشاهده شد که در موارد شدید گرفتگی ، تنش وارده و کرنش دیواره، نسبت به لوله حالب بدون سنگ یا با درصد گرفتگی غیر-شدید، افزایش قابل توجهی می یابد، به شکلی که مقدار کرنش بیشینه برای مدلی با ۳۵۷.۹۸% گرفتگی ، حدود ۴۲% می باشد. افزون بر این ، مشاهده گردید که درصدها ی شدید گرفتگ ی ، می تواند الگوی فشار وارد بر دیواره را تغییر دهد و اختلاف چشمگیری بین فشار بالادست و پایین دست سنگ ایجاد کند؛ در شرایطی که در موارد گرفتگی غیر-شدید، شاهد چنین اختلاف فشاری نیستیم .

کلیدواژه ها:

سنگ لوله حالب ، دینامیک سیالات محاسبات ی ، برهم کنش سیال-سازه ، اتساع دیواره لوله حالب ، فشار لگنچه کلیوی