Přeskočit na obsah

Repozitář publikační činnosti

    • čeština
    • English
  • čeština 
    • čeština
    • English
  • Přihlásit se
Zobrazit záznam 
  •   Repozitář publikační činnosti UK
  • Fakulty
  • Matematicko-fyzikální fakulta
  • Zobrazit záznam
  • Repozitář publikační činnosti UK
  • Fakulty
  • Matematicko-fyzikální fakulta
  • Zobrazit záznam
JavaScript is disabled for your browser. Some features of this site may not work without it.

On the Numerical Evaluation of Wall Shear Stress Using the Finite Element Method

původní článek
Creative Commons License IconCreative Commons BY Icon
en
vydavatelská verze
  • žádná další verze
Thumbnail
File can be accessed.Získat publikaci
Autor
Brunátová, JanaORCiD Profile - 0009-0000-5948-233X
Dokken, Jørgen S.
Valen-Sendstad, Kristian
Hron, JaroslavORCiD Profile - 0000-0001-5862-2353WoS Profile - C-5915-2011Scopus Profile - 8444243500

Zobrazit další autory

Datum vydání
2025
Publikováno v
International Journal for Numerical Methods in Biomedical Engineering
Nakladatel / Místo vydání
John Wiley
Ročník / Číslo vydání
41 (9)
ISBN / ISSN
ISSN: 2040-7939
ISBN / ISSN
eISSN: 2040-7947
Informace o financování
MZ0//NU22-08-00124
UK//GAUK308522
MSM//SVV260711
UK//COOP
Metadata
Zobrazit celý záznam
Kolekce
  • Matematicko-fyzikální fakulta

Tato publikace má vydavatelskou verzi s DOI 10.1002/cnm.70086

Abstrakt
Wall shear stress (WSS) is a crucial hemodynamic quantity extensively studied in cardiovascular research, yet its numerical computation is not straightforward. This work compares WSS results obtained from two different finite element discretizations, quantifies the differences between continuous and discontinuous stresses, and introduces a modified variationally consistent method for WSS evaluation through the formulation of a boundary-flux problem. Two benchmark problems are considered: a 2D Stokes flow on a unit square and a 3D Poiseuille flow through a cylindrical pipe. These are followed by investigations of steady-state Navier-Stokes flow in two image-based, patient-specific aneurysms. The study focuses on P1/P1 stabilized and Taylor-Hood P2/P1 mixed finite elements for velocity and pressure. WSS is computed using either the proposed boundary-flux method or as a projection of tangential traction onto first order Lagrange (P1), discontinuous Galerkin first order (DG-1), or discontinuous Galerkin zero order (DG-0) space. For the P1/P1 stabilized element, the boundary-flux and P1 projection methods yielded equivalent results. With the P2/P1 element, the boundary-flux evaluation demonstrated faster convergence in the Poiseuille flow example but showed increased sensitivity to pressure field inaccuracies in image-based geometries compared to the projection method. Furthermore, a paradoxical degradation in WSS accuracy was observed when combining the P2/P1 element with fine boundary-layer meshes on a cylindrical geometry, an effect attributed to inherent geometric approximation errors. In aneurysm geometries, the P2/P1 element exhibited superior robustness to mesh size when evaluating average WSS and low shear area (LSA), outperforming the P1/P1 stabilized element. Projecting discontinuous finite element functions into continuous spaces can introduce artifacts, such as the Gibbs phenomenon. Consequently, it is crucial to carefully select the finite element space for boundary stress calculations, not only in applications involving WSS computations for aneurysms.
Klíčová slova
boundary-flux evaluation, finite element method, Navier–Stokes equations, stokes flow, wall shear stress
Trvalý odkaz
https://hdl.handle.net/20.500.14178/3548
Zobraz publikaci v dalších systémech
WOS:001583201900007
SCOPUS:2-s2.0-105015580444
PUBMED:40936406
Licence

Licence pro užití plného textu výsledku: Creative Commons Uveďte původ 4.0 International

Zobrazit podmínky licence

xmlui.dri2xhtml.METS-1.0.item-publication-version-

DSpace software copyright © 2002-2016  DuraSpace
Kontaktujte nás | Vyjádření názoru
Theme by 
Atmire NV
 

 

O repozitáři

O tomto repozitářiAkceptované druhy výsledkůPovinné popisné údajePoučeníCC licence

Procházet

Vše v DSpaceKomunity a kolekcePracovištěDle data publikováníAutořiNázvyKlíčová slovaTato kolekcePracovištěDle data publikováníAutořiNázvyKlíčová slova

DSpace software copyright © 2002-2016  DuraSpace
Kontaktujte nás | Vyjádření názoru
Theme by 
Atmire NV