دانشگاه سمنان مدل سازی در مهندسی 2008-4854 مقالات آماده انتشار 2025 11 29 Numerical Investigation of Blood Flow through an Aneurysm on Basilary Artery of Circle of Willis شبیه‌سازی عددی جریان خون درون آنوریسم بر روی سرخرگ قاعده‌ای حلقه‌ی ویلیس 10285 10.22075/jme.2025.35525.2738 FA سید اسماعیل رضوی دانشگاه تبریز 0000-0002-5563-2764 شایان ذاکری دانشگاه تبریز توحید ادیبی دانشیار، دانشگاه بناب 0000-0002-5563-2764 Journal Article 2024 10 04 Cerebral aneurysms are dangerous bulges in the walls of brain arteries that can lead to life-threatening hemorrhagic stroke if ruptured. Predicting their behavior and identifying high-risk regions through hemodynamic analysis is crucial in early diagnosis and therapeutic planning. In this study, blood flow within a saccular aneurysm located on the basilar artery of the Circle of Willis is numerically investigated using computational fluid dynamics (CFD). The geometry is modeled based on standard anatomical data from previous studies, and blood is considered as an incompressible, non-Newtonian, transient, and laminar fluid. Inlet boundary conditions are defined according to a realistic cardiac cycle, discretized into five key systole phases. The results present detailed distributions of velocity, pressure, and wall shear stress (WSS) fields within the aneurysm and parent artery throughout the cardiac cycle. Findings indicate that during systole, strong vortex formation occurs inside the aneurysm sac, leading to blood stasis. Approximately 16% of the incoming flow remains trapped within the aneurysm by the end of the third cycle. Moreover, wall shear stress significantly decreases in specific regions—particularly near the aneurysm dome—creating conditions conducive to thrombus formation and endothelial dysfunction, which may accelerate wall degeneration. Pressure fluctuations inside the aneurysm are also considerable, especially during peak systole, increasing the risk of rupture. These results highlight the critical influence of hemodynamic factors on aneurysm stability and rupture potential. آنوریسم‌های مغزی، برآمدگی‌های خطرناک در دیواره رگ‌های خونی مغز هستند که در صورت پارگی، منجر به سکته حاد و مرگ یا ناتوانی شدید می‌شوند. پیش‌بینی رفتار این آنوریسم‌ها و شناسایی نقاط پرخطر از طریق تحلیل عوامل همودینامیکی، نقش کلیدی در تشخیص به‌موقع و برنامه‌ریزی درمانی دارد. در این پژوهش، جریان خون در یک آنوریسم کیسه‌ای روی سرخرگ قاعده‌ای حلقه ویلیس به‌صورت عددی و با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی مورد تحلیل قرار گرفته است. هندسه مورد مطالعه بر اساس داده‌های استاندارد از مطالعات پیشین مدل‌سازی شده و جریان خون به‌عنوان سیالی غیرنیوتنی، تراکم‌ناپذیر، ناپایا و لایه‌ای در نظر گرفته شده است. شرایط مرزی ورودی بر اساس سیکل قلبی واقعی و در پنج مرحله کلیدی فرآیند سیستولایز تعریف شده‌اند. نتایج شامل توزیع میدان‌های سرعت، فشار و تنش برشی دیواره در طول سیکل قلبی ارائه شده است. یافته‌ها نشان می‌دهند که در طول سیستول، جریان گردابی شدید در داخل آنوریسم ایجاد شده و منجر به تجمع خون در کیسه آنوریسم می‌شود که در انتهای سیکل سوم، حدود 16% از جریان عبوری به دام افتاده است. همچنین، مقادیر تنش برشی دیواره در نواحی خاصی از آنوریسم به حدی کاهش می‌یابد که می‌تواند منجر به تشکیل لخته و تخریب دیواره شود. بررسی تغییرات فشار نیز نشان‌دهنده نوسانات قابل توجه در داخل آنوریسم است که خطر پارگی را افزایش می‌دهد. این نتایج می‌توانند به پزشکان و مهندسان پزشکی کمک کنند تا با شناسایی مناطق پرخطر، راهکارهای درمانی مناسب مانند ایمپلنت استنت یا کویلینگ را به‌صورت دقیق‌تر برنامه‌ریزی کنند.