心脏瓣膜流固耦合仿真

心脏瓣膜在血液循环系统中，扮演着门卫的角色，这个门只能单向开启，用于阻止血液回流，类似于机械液压系统中的单向阀。工作过程的动画见下图，（糟糕，是心动的感觉）图片来源于网络。

心脏结构如图，其中“二尖瓣”有两个尖，位于左心室和左心房之间。本文将对二尖瓣的打开和关闭过程进行流固耦合仿真分析。

心脏瓣膜仿真模型

采用Adina软件建立流固耦合仿真模型。分别对固体和流体划分网格，并设置材料参数。在固体模型中，瓣膜采用“位移-压力混合插值单元”（参考本站理论知识：FE10-位移压力混合插值单元），需要考虑瓣膜表面的接触状态会发生改变；在流体模型中，需要考虑瓣膜两侧流体的连通状态会发生改变。流体和固体之间，通过流固耦合边界产生相互作用。网格模型如下图所示，瓣膜尺寸和形状是随意画的，仅用于展示方案，不代表实物。

在流体模型入口端，设置正负交变的压力载荷（正弦波/三角波）。入口压力为正时，流体正向流通，瓣膜开口随压力增大而增大。入口压力为负时，瓣膜受到反向吸力而闭合，阻止流体回流。

流固耦合仿真结果

仿真完成后，可以同时显示固体的应力云图和流体的速度矢量。检查瓣膜关闭是否及时，是否能完全闭合，能否有效阻止血液回流等问题。在进行人工瓣膜设计时，通过这样的仿真，可以检查设计的产品是否能达到预期的效果，指导改善设计方案。

Adina官网有类似的案例，参考链接：http://www.adina.com/newsg0P.shtml