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【2h】

An anisotropic constitutive model for immersogeometric fluid–structure interaction analysis of bioprosthetic heart valves

机译：用于生物人工心脏瓣膜的浸没几何流体-结构相互作用分析的各向异性本构模型

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摘要

This paper considers an anisotropic hyperelastic soft tissue model, originally proposed for native valve tissue and referred to herein as the Lee–Sacks model, in an isogeometric thin shell analysis framework that can be readily combined with immersogeometric fluid–structure interaction (FSI) analysis for high-fidelity simulations of bioprosthetic heart valves (BHVs) interacting with blood flow. We find that the Lee–Sacks model is well-suited to reproduce the anisotropic stress–strain behavior of the cross-linked bovine pericardial tissues that are commonly used in BHVs. An automated procedure for parameter selection leads to an instance of the Lee–Sacks model that matches biaxial stress–strain data from the literature more closely, over a wider range of strains, than other soft tissue models. The relative simplicity of the Lee–Sacks model is attractive for computationally-demanding applications such as FSI analysis and we use the model to demonstrate how the presence and direction of material anisotropy affect the FSI dynamics of BHV leaflets.
机译：本文考虑了等渗薄壳分析框架中的各向异性超弹性软组织模型，该模型最初是为天然瓣膜组织提出的，在本文中称为Lee-Sacks模型，该模型可以很容易地与浸没几何流体结构相互作用（FSI）分析结合使用生物人工心脏瓣膜（BHV）与血流相互作用的高保真模拟。我们发现，Lee-Sacks模型非常适合再现BHV中常用的交联牛心包组织的各向异性应力-应变行为。一种自动的参数选择程序导致了Lee–Sacks模型的一个实例，该实例与其他软组织模型相比，在更广泛的应变范围内，更紧密地匹配了文献中的双轴应力–应变数据。 Lee-Sacks模型的相对简单性对FSI分析等计算要求很高的应用很有吸引力，我们使用该模型演示材料各向异性的存在和方向如何影响BHV传单的FSI动态。

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