Валидационные расчеты задач гемодинамики с использованием программного комплекса FlowVision в режиме распараллеливания

Авторы

DOI:

https://doi.org/10.26089/NumMet.v24r210

Ключевые слова:

параллельные вычисления, программный комплекс FlowVision, гемодинамика, валидационные расчеты

Аннотация

Проведены расчеты тестовой задачи, связанной с моделированием течения в идеализированном медицинском устройстве, в программном комплексе FlowVision. Расчеты проводились для ламинарного, турбулентного и переходного режимов течения. Исследована масштабируемость задачи. На основе решения тестовой задачи сделан вывод о возможности применения программного комплекса FlowVision к решению проблем гемодинамики.

Авторы

М. Д. Калугина

ООО «ТЕСИС»
ул. Юннатов, 18, 127083, Москва
• инженер

В. С. Каширин

ООО «ТЕСИС»
ул. Юннатов, 18, 127083, Москва
• начальник отдела

А. И. Лобанов

ООО «ТЕСИС»
ул. Юннатов, 18, 127083, Москва;
Московский физико-технический институт (МФТИ)
Институтский пер., 9, 141701, Долгопрудный
• профессор

Библиографические ссылки

  1. Yu. Vassilevski, M. Olshanskii, S. Simakov, et al., Personalized Computational Hemodynamics. Models, Methods, and Applications for Vascular Surgery and Antitumor Therapy (Academic Press, Cambridge, 2020).
    doi 10.1016/C2017-0-02421-7.
  2. Z. Chen, Y. Fan, X. Deng, and Z. Xu, “A New Way to Reduce Flow Disturbance in Endovascular Stents: A Numerical Study,” Artificial Organs 35 (4), 392-397 (2011).
    doi 10.1111/j.1525-1594.2010.01106.x.
  3. G. V. Krivovichev, “Comparison of Inviscid and Viscid One-Dimensional Models of Blood Flow in Arteries,” Appl. Math. Comput. 418 (C), Article Number 126856 (2022).
    doi 10.1016/j.amc.2021.126856.
  4. Computational Fluid Dynamics.
    https://ncihub.org/wiki/FDA_CFD . Cited March 14, 2023.
  5. S. F. C. Stewart, E. G. Paterson, G. W. Burgreen, et al., “Assessment of CFD Performance in Simulations of an Idealized Medical Device: Results of FDA’s First Computational Interlaboratory Study,” Cardiovasc. Eng. Technol. 3 (2), 139-160 (2012).
    doi 10.1007/s13239-012-0087-5.
  6. A. Kermani, A. Vanegas, and A. Spann, “Blood Damage Modeling of FDA Benchmark Nozzle,”
    https://www.comsol.ru/paper/blood-damage-modeling-of-fda-benchmark-nozzle-93171 . Cited March 14, 2023.
  7. C. Prud’homme, V. Chabannes, V. Doyeux, et al., “Feel++: A Computational Framework for Galerkin Methods and Advanced Numerical Methods,” ESAIM: Proc. 38 (1), 429-455 (2012).
    doi 10.1051/proc/201238024.
  8. V. Chabannes, C. Prud’Homme, M. Szopos, and R. Tarabay, “High Order Finite Element Simulations for Fluid Dynamics Validated by Experimental Data from the FDA Benchmark Nozzle Model,” in Proc. 5th Int. Conf. on Computational and Mathematical Biomedical Engineering, Pittsburgh, USA, April 10-12, 2017.
    https://hal.science/hal-01429685 . Cited March 14, 2023.
  9. N. Abad, R. Vinuesa, P. Schlatter, et al., “Simulation Strategies for the Food and Drug Administration Nozzle Using Nek5000,” AIP Adv. 10 (2), Article Number 025033 (2020).
    doi 10.1063/1.5142703.
  10. C.-J. Huang, I. Çaldichoury, F. Del Pin, and R. R. Paz, “CFD Validations with FDA Benchmarks of Medical Devices Flows,” in Proc. 15th International LS-DYNA Users Conference, Detroit, USA, June 10-12, 2018.
    https://www.researchgate.net/publication/337448926_Validations_with_FDA_Benchmarks_of_Medical_Devices_Flows . Cited March 14, 2023.
  11. V. Zmijanovic, S. Mendez, V. Moureau, and F. Nicoud, “About the Numerical Robustness of Biomedical Benchmark Cases: Interlaboratory FDA’s Idealized Medical Device,” Int. J. Numer. Methods Biomed. Eng. 33 (1), 1-19 (2016).
    doi 10.1002/cnm.2789.
  12. A. A. Aksenov, “FlowVision: Industrial Computational Fluid Dynamics,” Comput. Res. Model. 9 (1), 5-20 (2017).
    doi 10.20537/2076-7633-2017-9-5-20.
  13. S. V. Zhluktov and A. A. Aksenov, “Wall Functions for High-Reynolds Calculations in the FlowVision Software Package,” Comput. Res. Model. 7 (6), 1221-1239 (2015).
    doi 10.20537/2076-7633-2015-7-6-1221-1239.
  14. S. V. Zhluktov, A. A. Aksenov, and D. V. Savitsky, “High Reynolds Calculations of Turbulent Heat Transfer in the FlowVision Software Package,” Comput. Res. Model. 10 (4), 461-481 (2018).
    doi 10.20537/2076-7633-2018-10-4-461-481.
  15. V. S. Akimov, D. P. Silaev, A. S. Simonov, and A. S. Semenov, “Scalability Study of FlowVision on the Cluster with Angara Interconnect,” Numerical Methods and Programming (Vychislitel’nye Metody i Programmirovanie) 18 (4), 406-415 (2017).
    doi 10.26089/NumMet.v18r434.
  16. United Computing Cluster.
    http://comp.nrcki.ru/pages/main/12530/12546/index.shtml . Cited March 15, 2023.
  17. V. N. Konshin, “Parallel Implementation of the FlowVision Software Package,” CAD and Graphics, No. 12 (2006).

Загрузки

Опубликован

06-04-2023

Как цитировать

Калугина М.Д., Каширин В.С., Лобанов А.И. Валидационные расчеты задач гемодинамики с использованием программного комплекса FlowVision в режиме распараллеливания // Вычислительные методы и программирование. 2023. 24. 132-141. doi 10.26089/NumMet.v24r210

Выпуск

Раздел

Параллельные программные средства и технологии