Numerische Multiphysikmodellierung des postprandialen menschlichen Magens
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Gesundheitsprobleme, die in engem Zusammenhang zur Mechanik des Magens stehen, sind insbesondere in Industrieländern von höchster Bedeutung. So leiden beispielsweise 10% - 20% der Bevölkerung in westlichen Ländern an gastroösophagealer Refluxkrankhheit (häufig assoziiert mit Sodbrennen). Etwa 10% - 45% der Bevölkerung leiden unter Dyspepsie (Verdauungsstörungen), die in vielen Fällen eng mit einer gestörten Motilität des Magens zusammenhängt. Insgesamt sind in Industrieländern die Gesundheitskosten, die in engem Bezug zum Magen und Verdauungstrakt stehen, vergleichbar mit denen von Herzkreislauferkrankungen. Dieser Wichtigkeit des Magens wird derzeit in der Biomechanik nur unzureichend Rechnung getragen. Dort befasst sich eine sehr große Zahl von Projekten mit der Modellierung des Herzkreislaufsystems, während die Modellierung des Magens immer noch ein Randbereich mit vergleichsweise wenigen Arbeiten ist. Dieses Projekt zielte darauf ab dazu beizutragen, diese wichtige Lücke zu schließen und ein numerisches Multiphysik- Modell des menschlichen Magens zu entwickeln. Das in diesem Projekt entwickelte Modell soll eine wichtige Basis bilden für zukünftige Forschungsprojekte bilden, in denen der genaue Zusammenhang zwischen der Mechanik des Magens und Gesundheitsproblemen wie Verdauungsstörungen, Refluxkrankheit oder krankhaftem Übergewicht untersucht werden soll.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Computational model of gastric motility with active‐strain electromechanics. ZAMM - Journal of Applied Mathematics and Mechanics / Zeitschrift für Angewandte Mathematik und Mechanik, 98(12), 2177-2197.
Brandstaeter, Sebastian; Gizzi, Alessio; Fuchs, Sebastian L.; Gebauer, Amadeus M.; Aydin, Roland C. & Cyron, Christian J.
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Active-strain electromechanics for the computational modeling of gastric peristalsis, 25th Congress of the European Society of Biomechanics, Vienna, Austria, July 7 – 10
Brandstaeter S., Gizzi A., Fuchs S.L., Aydin R.C. & Cyron C.J.
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Active-strain electromechanics for the computational modeling of gastric peristalsis, 90th Annual Meeting of the International Association of Applied Mathematics and Mechanics, Vienna, Austria, February 18 – 22
Brandstaeter S., Fuchs S.L., Gizzi A., Aydin R.C. & Cyron C.J.
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Mechanics of the stomach: A review of an emerging field of biomechanics. GAMM-Mitteilungen, 42(3).
Brandstaeter, Sebastian; Fuchs, Sebastian L.; Aydin, Roland C. & Cyron, Christian J.
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Computational modeling of the stomach, GACM Report, winter, 13: 34 – 39
Miftahof R.N., Brandstaeter S., Fuchs S. & Cyron C.J.
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A novel smoothed particle hydrodynamics and finite element coupling scheme for fluid–structure interaction: The sliding boundary particle approach. Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, 383, 113922.
Fuchs, Sebastian L.; Meier, Christoph; Wall, Wolfgang A. & Cyron, Christian J.
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An SPH framework for fluid–solid and contact interaction problems including thermo-mechanical coupling and reversible phase transitions. Advanced Modeling and Simulation in Engineering Sciences, 8(1).
Fuchs, Sebastian L.; Meier, Christoph; Wall, Wolfgang A. & Cyron, Christian J.
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Dirichlet-Neumann partitioned fluid-structure interaction using SPH and FEM, 14th World Congress in Computational Mechanics, Paris, France, January 11 – 15
Fuchs S.L., Meier C., Wall W.A. & Cyron C.J.
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Gastric peristalsis: a computational framework based on active-strain electromechanics, 14th World Congress in Computational Mechanics, Paris, France, January 11 – 15
Brandstaeter S., Fuchs S.L., Gizzi A., Aydin R.C. & Cyron C.J.
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Patient-specific modelling of gastric peristalsis, 10th GACM Colloquium on Computational Mechanics, Vienna, Austria, September 10 – 13
Henke M.S., Brandstaeter S., Fuchs S.L., Schäfer P.M., Aydin R.C. & Cyron C.J.
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Computational modelling of the stomach with patient-specific geometries, 9th European Congress on Computational Methods in Applied Sciences and Engineering, Lisbon, Portugal, June 3 – 7
Henke M.S., Brandstaeter S., Fuchs S.L. & Cyron C.J.
