FSI: Fluid-Struktur-Kopplungen

In vielen technischen und biologischen Anwendungen besteht eine direkte Interaktion zwischen Strömungen und Strukturen. Die Strömung beeinflusst infolge von variierenden Druckverhältnissen bzw. Kräften die Form oder Lage von festen Körpern, die ihrerseits durch diese Änderungen auf die Strömung zurückwirken. Beispiele hierfür stellen Ventilströmungen, Segelumströmungen, Herzklappen oder pulsierende Strömungen in Blutgefäßen dar.

Mit Hilfe der gekoppelten numerischen Simulation von Strömungsvorgängen und Strukturdeformationen ist es möglich, diese Phänomene effizient zu analysieren und das Zusammenspiel zwischen Strömung und Festkörper zu optimieren. Der zeitabhängige Charakter dieser Prozesse kann anschaulich in Animationen dargestellt werden.

In der Medizintechnik wird diese Methode bei der Untersuchung menschlicher Gefäßsysteme und Organe (z.B. Blutgefäße, Luftröhre) und für die Entwicklung und Optimierung vielfältiger medizintechnischer Anwendungen (z.B. Stents, Ballonkatheter, Membranpumpen, Herzklappen) eingesetzt.

Beanspruchungen im Schlauch einer Rollenpumpe
Blutströmung und Thrombenbildung im menschlichen Herzen nach Vorhofflimmern
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