I nte rna t io na l J o urna l o f   Adv a nces in Applie d Science s   ( I J AAS)   Vo l.   5 ,   No .   2 J u n e   201 6 ,   p p .   58 ~ 64   I SS N:  2252 - 8814           58       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ia e s jo u r n a l.c o m/o n lin e/in d ex . p h p /I J AAS   A P hy sio lo g ic Mo del f o the  Proble m  of  Blo o d F lo w  t hro ug Disea sed Blo o d V ess els     Sa pn a   Ra t a n Sha h S.  U.   Sid diq ui     De p a rtme n o f   M a th e m a ti c s Ha r c o u rt  B u tl e T e c h n o l o g ica In stit u te,  Ka n p u r ,   In d ia .       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Mar   1 0 ,   2 0 1 6   R ev i s ed   Ma y   12 ,   2 0 1 6   A cc ep ted   Ma y   2 4 ,   2 0 1 6       T h is  stu d y   f o c u se o n   th e   b e h a v io o f   b lo o d   f lo w   th ro u g h   d ise a se d   a rter y   in   th e   p re se n c e   o f   p o r o u e f f e c ts.   Th e   lam in a r,   in c o m p re ss ib le,  f u ll y   d e v e lo p e d ,   non - Ne w to n ian   in   a n   a rtery   h a v in g   a x iall y   n o n - sy m m e tri c   b u ra d ially   s y m m e tri c   ste n o sis  is  n u m e rica ll y   stu d ied .   He re   b lo o d   is  re p r e se n ted   a He rsc h e l - Bu lk le y   f lu id   m o d e a n d   f lo w   m o d e is  sh o w n   b y   th e   Na v ier - S to k e a n d   th e   c o n ti n u it y   e q u a ti o n s.   Us in g   a p p ro p riate   b o u n d a ry   c o n d it io n s ,   n u m e rica e x p re s sio n   f o v o lu m e tri c   f lo w   ra te,  p re ss u re   d ro p   a n d   w a ll   sh e a r   stre ss   h a v e   b e e n   d e riv e d .   T h e   e x p re ss io n a re   c o m p u ted   n u m e rica ll y   a n d   re su lt a re   p re se n ted   g r a p h ica ll y .   T h e   e ffe c ts  o f   p o ro u p a ra m e ter  o n   wa ll   sh e a stre ss ,   ste n o sis  len g th ,   ste n o sis  siz e   a n d   ste n o sis  sh a p e   p a ra m e ter  a r e   d isc u ss e d .   T h e   w a ll   sh e a stre ss   in c re a se a th e   p o r o u s   p a ra m e te r,   ste n o sis   siz e   a n d   ste n o sis  len g th   i n c re a se s,  b u a th e   ste n o sis  sh a p e   p a ra m e ter   in c re a se s,  th e   w a ll   sh e a stre s d e c re a se s.  T h e   w o rk   sh o w th a th e   re su lt s   o b tai n e d   f ro m   th e   p o r o u s   w a ll   m o d e a re   sig n if ic a n tl y   d iffere n f ro m   th o se   o b tai n e d   b y   th e   rig id   w a ll   m o d e l.   K ey w o r d :   B lo o d   f lo w     P o r o u s   p ar a m eter     R esi s tan ce   to   f lo w     Sten o s i s   W all  s h ea r   s tr es s     Co p y rig h ©   201 7   In s t it u te o A d v a n c e d   E n g i n e e rin g   a n d   S c ien c e   Al rig h ts  re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Sap n R ata n   S h ah   Dep ar t m en t o f     Ma th e m atic s ,   Har co u r t B u tler   T e ch n o lo g ical   I n s tit u te ,   Kan p u r ,   I n d ia .   E m ail:  s ap n a1 9 8 0 j an @ r ed if f m ail. co m       1.   I NT RO D UCT I O N       A t h er o s cler o s is   i s   s lo w   d i s ea s in   w h ic h   ar ter ies  b ec o m clo g g ed   an d   h ar d en ed .   I lead s   to   ca r d io v ascu lar   d is ea s e,   w h ic h   is   th lead in g   ca u s o f   d ea th   in   all  o v er   th w o r ld .   Ah er o s c ler o tic  Fig u r ( 1 . a)   ar ter y   is   v er y   i m p o r ta n b ec au s o f   t h f ac t   th at   t h ca u s a n d   d ev elo p m e n o f   m an y   ca r d io v asc u lar   d is ea s e s   ar r elate d   t o   th n atu r o f   b lo o d   m o v e m en an d   th m ec h an ica b eh av io r   o f   th b lo o d   v ess el  w alls .   I is   d ef in ed   a s   p ar tial   o cc lu s io n   o f   t h b lo o d   v e s s el s   d u e   to   t h ac c u m u lat io n   o f   c h o lest er o ls   an d   f at s   a n d   th e   ab n o r m al  g r o w th   o f   tis s u e.   A t h er o s cler o s is   is   o n o f   t h m o s f r eq u en tl y   a n o m al y   i n   b lo o d   cir cu latio n .   O n ce   th co n s tr ictio n   is   f o r m ed ,   th e   b lo o d   f lo w   i s   s i g n if ica n tl y   al ter ed   an d   f lu id   d y n a m ical  f ac t o r s   p lay   i m p o r tan t   r o les.  T h ex ac m ec h a n is m   f o r   th d ev elo p m e n o f   th i s   v ascu lar   d is ea s i s   u n clea r .   Va r io u s   in v es tig a to r s   e m p h a s ized   th at  t h f o r m atio n   o f   t h in tr a v asc u lar   p laq u es   an d   th i m p i n g e m en o f   lig a m en ts   a n d   s p u r o n   th b lo o d   v es s el  w all  ar s o m o f   t h m aj o r   f ac to r s   f o r   th i n itia ti o n   a n d   d ev e lo p m e n o f   t h is   v a s cu lar   d is ea s e.   I n   1 9 6 8   Yo u n g   an a l y ze d   th e   e f f ec t   o f   s te n o s is   i n   cir cu lar   t u b e.   S h u k la   et  al.   ( 1 9 8 0 )   u s ed   s e v er al  d if f er e n t n o n - Ne w to n ian   m o d els f o r   s i m u latio n s   o f   b lo o d   f l o w   i n   lar g ar ter ies a n d   th e y   o b s er v ed   th at  t h er is   no   ef f ec o f   t h y ield   s tr ess   o f   b lo o d   o n   eith er   th v e lo cit y   p r o f iles   o r   th w all  s h ea r   s tr es s .   C av alca n ti  ( 1 9 9 5 )   h as  d is c u s s ed   th i n ad eq u ac ie s   o f   s u ch   s tu d ie s   f o r   th d eter m i n atio n   o f   th m o d el  f o r   p laq u g r o w th .   T h ese  o b s er v atio n s   p r o v id f u t u r d ir ec tio n   f o r   r esear ch .   Qu ar ter o n et  al.   ( 2 0 0 0 ) ,   Ne o f y to u   ( 2 0 0 3 )   f o u n d ed   th i m p o r tan h e m o -   d y n a m ical  c h ar ac ter is tic s   li k th e   w all  s h e ar   s tr ess ,   p r ess u r d r o p   an d   f r i ctio n al  r es is ta n ce   i n   ca th eter ized   co r o n ar y   ar ter ies   u n d er   n o r m al  a s   w e ll  as  t h p ath o lo g ical  c o n d itio n s   d u to   s ten o s is   b ei n g   p r esen t.  L e u p r ec h ( 2 0 0 1 )   m e asu r ed   w a ll  s h ea r   s tr ess   d o w n s tr ea m   o f   a x i - s y m m etr ic  s te n o s es  in   t h p r esen c e   o f   h e m o - d y n a m ics   f o r ce s   ac ti n g   o n   th e   p laq u e,   w h ic h   m a y   b r esp o n s ib le   f o r   p laq u e   r u p tu r e.   D wy er   et  al.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IJ AA S   I SS N:  2252 - 8814       A   P h ysio lo g ic  Mo d el  fo r   th P r o b lem  o f B lo o d   F lo w   th r o u g h   Dis ea s ed   B lo o d   V ess els   ( S a p n a   R a ta n   S h a h )   59   ( 2 0 0 1 )   an d   A b r ah a m   et   al.   ( 2 0 0 4 )   f o u n d ed   t h i n f lu e n ce   o f   s te n o s i s   m o r p h o lo g y   o n   f lo w   f ield s   a n d   o n   q u an tit ies  s u c h   a s   w al s h ea r   s tr ess   a m o n g   s te n o tic  v es s el s   w it h   v er y   m ild   s te n o s i s .   S h ar m et  al.   ( 2 0 0 1 ) ,   Dar ip et  al.   ( 2 0 0 2 )   co n s id er e d   m a th e m atica an al y s is   o f   b lo o d   f lo w   th r o u g h   ar ter ies  u s in g   f in ite  ele m en t   Gale r k i n   ap p r o ac h es.  P o n tr elli  ( 2 0 0 0 ,   2 0 0 1 )   an d   Sh ar an   a n d   P o p el  ( 2 0 0 1 )   u tili ze d   th B r in k m a n   m o d el  to   in v e s ti g ate  t h t w o - d i m e n s io n al  in ter s t itial  f lo w   th r o u g h   t h e   tu n ica  m ed ia  o f   a n   ar ter y   w al in   t h p r esen ce   o f   an   in ter n al  elas tic  la m in a.           Fig u r e   1 a .   A t h er o s cler o s is       Yak h o ( 2 0 0 4 )   s tu d ied   th p u ls atile  f lo w   o f   b lo o d   u n d er   th in f lu e n ce   o f   b o d y   ac ce ler atio n   tr ea tin g   b lo o d   as  a   th ir d   g r ad f l u id .   Sar o j an an d   Nag ar an ( 2 0 0 8 )   s tu d ied   th f lo w   o f   ca s s o n   f lu id   i n   a   tu b f i lled   w it h   a   p o r o u s   m ed i u m   u n d er   p er io d ic  b o d y   ac ce ler atio n   w ith   ap p licatio n   o n   ar tif icial  o r g a n s .   J o h n s to n   ( 2 0 0 4 ) ,   Gr ig io n et  al.   ( 2 0 0 2 )   s tu d ied   th ef f ec o f   b o d y   ac ce ler atio n   o n   p u ls a tile  f lo w   o f   n o n - Ne w to n ia n   f l u id   th r o u g h   s te n o s ed   ar ter y   a n d   o b s er v ed   th at  a ll  t h i n s tan tan eo u s   f lo w   c h ar ac ter is tic s   ar af f ec ted   b y   th e   ap p licatio n   o f   b o d y   ac ce ler ati o n .   San j ee v   et  al.   ( 2 0 0 9 )   w o r k ed   o n   th P u ls atile  f lo w   o f   b lo o d   in   co n s tr icted   ar ter y   w it h   b o d y   ac ce ler atio n   an d   o b s er v ed   th at  th v elo cit y   an d   f lo w   r ate  i n cr ea s es  b u t   ef f ec ti v v i s co s it y   d ec r ea s es,  d u to   s lip   w all.   T h ai m   o f   t h p r ese n i n v e s tig a tio n   h a s   b ee n   to   s tu d y   t h e f f ec o f   p o r o u s   p ar am eter   o n   f lo w   o f   b lo o d   c o n s id er ed   as  b lo o d   as  a   Her s ch el - B u l k le y   f l u id   m o d el.   I n   th is   m o d el  p r o b le m   h as  b ee n   s o r ted   o u n u m er ic all y .   Nu m er ical  ex p r es s io n s   ar s h o w s   th v ar iat io n   o f   t h v elo cit y   p r o f ile   v o lu m etr ic  f lo w   r ate,   w al l sh e ar   s tr ess .       2.   F O RM UL AT I O O F   T H E   P RO B L E M :   C o n s id er   th ax is y m m e tr ic  f lo w   o f   b lo o d   in   u n if o r m   cir c u l ar   ar ter y   w ith   a n   ax iall y   n o n - s y m m etr ic   b u r ad iall y   s y m m etr ic  m ild   s t en o s is .   T h g eo m etr y   o f   th e   s t en o s is   as   s h o w n   in   [ Fi g u r e .   ( 1 . b ) ]   Is   ass u m ed   to   b m a n i f ested   as :     R ( z ) ( m 1 ) m 1 A [ L ( z d ) ( z d ) ] , d z d L 00 R 0 1 , o th e r w is e ,                                                 ( 1 )     m /( m - 1 ) δm A= m R L ( m - 1 ) 00         Fig u r e   1 b .   Sten o tic  A r ter y   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8814   IJ AA S    Vo l.   5 ,   No .   2 J u n e   2 0 1 6   :   58     64   60   w h er e     R 0     : Rad iu s   o f   n o r m al  t u b e   R ( z )     : Rad iu s   o f   s te n o tic  r eg io n       : T h len g t h   o f   th ar ter y   L 0       : T h len g t h   o f   th s te n o s is       : D is tan ce   b et w ee n   eq u i s p ac ed   p o in ts   δ      : M ax i m u m   h eig h t o f   s te n o s is   ( δ < R 0 )   m       : P ar am eter   d eter m i n in g   t h s h ap o f   s te n o s is   ( ≥  2 )     H er s chel - B ul k ley   f lu id  m o d el:   Fo r   Her s ch e l - B u lk le y   f l u id   m o d el,   t h r elatio n s h ip   b et w e en   s tr ess   an d   s tr ain   is   g i v e n   b y       , R dz dp τ , r dz dp τ w h e re τ τ , dr du ) τ ( f τ τ , τ τ μ dr du ) τ ( f c n                                                   ( 2 )   du e   =   - dr                                                                                                                                                               w h er e,       0     Me asu r o f   y ield   s tr es s        Stre s s   te n s o r   e   Stra in   r ate  ( - d u /d r )       Velo cit y   o f   f lu id   µ    Vis co s it y   o f   b lo o d   ( C ass o n s   v i s co s it y   co e f f icie n t)     r ad iu s   o f   th ar ter y     Da rc y   f lo w   m o de l:   T h Dar c y   m o d el  o f   f lo w   th r o u g h   p o r o u s   m ed ia  i s ,     kp U = - μ                                                                                                                                                                                             ( 3 )     w h er e     P o r o u s   p ar am e ter   µ    Vis co s it y   o f   b lo o d     P r ess u r g r ad ien t     Co ns er v a t io equa t io ns :   I n   th p r esen i n v e s ti g atio n   t h f l o w   f o r m u la tio n   f o r   Nav ier - St o k es  eq u atio n s   f o r   in co m p r es s ib le  n o n - Ne w to n ia n   f l u id s   in   t h p o r o u s   e f f ec t   h a s   b ee n   co n s id er ed .   T h b asic  eq u atio n s   o f   m o tio n   i n   c y l in d r ical  p o lar   co o r d in ates a r e:     22 22 u u v 1 p μ u 1 u u + u v tt ρ z ρ r r r r z                                                                           ( 4 )     22 2 2 2 u u v 1 p μ v 1 v v v + u v tr ρ z ρ r r r r r z                                                                                 ( 5 )     u 1 ( v r ) +0 z r r                                                                                                                                                              ( 6 )     B o un da ry   co nd it io ns :   T h n o   s lip   co n d itio n   o n   th s ten o s i s   s u r f ac g iv e s   th f o llo w in g   b o u n d ar y   co n d itio n s     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IJ AA S   I SS N:  2252 - 8814       A   P h ysio lo g ic  Mo d el  fo r   th P r o b lem  o f B lo o d   F lo w   th r o u g h   Dis ea s ed   B lo o d   V ess els   ( S a p n a   R a ta n   S h a h )   61   0 u   =   0                   a r   =   R u   =   0                   a r   =   R ( z )                                                                                                                                            ( 7 )       3.   SO L U T I O O F   T H E   P RO B L E M :     So lv i n g   t h ese  eq u atio n ,   t h v e lo cit y   o f   b lo o d ,   r ate  o f   f lo w   a n d   p r ess u r in   ( 7 ,   8 ,   9 ) ,     1 /n 1 /n c up =   -   ( )   [ r   -   R ] r 2 m                                                                                                                   ( 8 ) .     n o w   to tal  f lo w   f lu x     RR 00 du Q2 π u r d r π r d r , dr                                                                                                                                                   ( 9 )     b y   u s i n g   eq u atio n   ( 8 )   an d   eq u atio n   ( 9 ) ,   w h a v e,     1 /n ( 3 + ( 1 /n ) ) π P R Q = f ( y ) 22 μ ( 1 + ( 1 /n ) )                                                                                                                     ( 1 0 )           w h e r e f y R R n R R n n R R R R c n c n c n n c ( ) [ ( ) (( / ) ) ( ) (( / ) )(( / ) ) (( ) (( ) ( )))], (( / ) ) (( / ) ) (( / ) ) (( / ) ) 2 1 4 1 2 1 4 1 2 1 3 1 1 1 1 1 2 1 3 1 3     c R y = 1 . R        Usi n g   eq u at io n   ( 8 )   w h a v e,       n ( 1 + 3 n ) d p 2 μ 2 Q 1 P = - = ( 1 + ) n dz π f (y ) R                                                                            ( 1 1 )     to     d eter m i n   λ ,     w   in teg r at   eq u atio n     ( 1 1 )     f o r     t h   p r ess u r   P L    a n d     P o    ar   t h   p r ess u r   at     =   0     a n d     L ,     r esp ec tiv el y ,     w h er   L     is     th   len g t h     o f     th   t u b e.       n 1 + 3 n ( 1 + 3 n ) L 0 0 0 n 0 2 μ d z 1 Δ P = P - P = 2 Q + 1 n πR R( z ) f (y ) R L                                                    ( 1 2 )     o n   u s i n g   eq u atio n   ( 1 2 )   an d   ( 1 0 )   g iv es,        n L 0 1 + 3 n 0 d p 2 μ = P - P = 2 Q + 1 φ ( z ) dz πR 1 n                                                                            ( 1 3 )       T h p r ess u r d r o p ,   ( at   0   a n d     at   =   L )   ac r o s s   th s te n o s is   i n   t h tu b o f   le n g th ,   is   ca lc u lated   f r o m   eq u atio n   ( 9 )   as     L 0 ψ nn 1 + 3 n 1 + 3 n 00 2 μ 2 μ Δ p = 2 Q + 1 φ ( z ) d z 2 Q + 1 π R π R 11 nn                                ( 1 4 )                     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8814   IJ AA S    Vo l.   5 ,   No .   2 J u n e   2 0 1 6   :   58     64   62                                                                                                                                                                                                             W h er e     0 00 0 d + L L d L R / R = 1 R / R = 1 0 0 d d + L ψ = φ ( z ) d z = φ ( z ) d z + φ ( z ) d z + φ ( z ) d z     T h f ir s t   an d   t h ir d   i n te g r als  i n   t h e x p r ess io n   f o r   o b tain ed   ab o v ar s tr ai g h t   f o r w ar d   w h er ea s   ev al u atio n   o f   th s ec o n d   i n te g r al  is   f o r m id ab le  task   an d   t h er ef o r w ill b e   ev alu ated   n u m er icall y .     L 0 0 n 1 + 3 n ( 3 + ( 1 /n ) ) ( 1 /n ) ( 1 + ( 1 /n ) ) 0 2 μ d z p = 2 Q + 1 πR R 1 6 r 4 r 1 r 1 - + - R 7 R 3 R 2 1 R 1 n                    ( 1 5 )     Usi n g   eq u at io n   ( 1 )   an d   eq u ati o n   ( 3 )   w h a v e,                 m /( m - 1)  ( m - 1) m m 0 00 ( 1/n) ( 3+ ( 1/n) ) m /( m - 1)   ( m 1 ) m 0 m 0 00 ( 1+ ( m /( m - 1)   ( m 1 ) m m 0 00 16 ( 3+ ( 1/n) ) 7 4 3 1 21 δm 1- [ L ( z - d) - ( z - d) ] R L ( m - 1) U μR δm τ = [ L ( z d) ( z d) ] 2k R L ( m - 1) δm [ L ( z d) ( z d) ] R L ( m - 1)                () 0 1/n) ) dL d                   ( 1 6 )       4.   RE SU L T S AN D I SCU SS I O NS   T h m o ti v atio n   b eh i n d   d ev elo p in g   t h is   m at h e m atica m o d el  h as  b ee n   to   s tu d y   s o m a s p ec t s   o f   b lo o d   f lo w   t h r o u g h   s ten o s ed   ar ter y   i n   t h p r ese n ce   o f   p o r o u s   p ar am eter   h a v i n g   an   ax iall y   n o n - s y m m etr ic  b u t   r ad iall y   s y m m etr ic  m ild   s ten o s is .   Mo s o f   th eo r etica l   r es u lt  s u c h   a s   v elo cit y ,   v o l u m e tr ic  f l o w   r ate,   w a ll  s h ea r   s tr ess   a n d   p r ess u r g r ad ien ar o b tain ed   in   th is   a n al y s i s .   Ou o f   t h ese  r es u lts   o n l y   t h n u m er ical  s o l u tio n   o f   w all   s h ea r   s tr es s   ar s h o w n .   W all  s h ea r   s tr ess   is   a n   i m p o r tan f ac to r   in   th e   s t u d y   o f   b l o o d   f lo w .   A cc u r ate  p r ed ictio n s   o f   th d is tr ib u tio n   o f   w a ll  s h ea r   s tr ess   ar p ar ticu lar l y   u s ef u f o r   th u n d er s ta n d in g   o f   th e f f ec o f   b lo o d   f lo w   t h r o u g h   s te n o s ed   ar ter y   in   th p r ese n ce   o f   p o r o u s   e f f ec ts .   I n   o r d er   to   esti m ate  th q u an t itati v e   e f f ec ts   o f   p o r o u s   p ar a m eter ,   s ten o s i s   s ize,   s te n o s is   le n g t h   an d   s ten o s is   s h ap p ar a m eter   o n   w all  s h ea r   s tr es s ,   co m p u ter   co d es  w er d ev elo p ed   an d   to   ev alu ate   th n u m er ical  r esu lt s   f o r   w al s h ea r   s tr ess   f o r   d is ea s ed   s y s te m   a s s o ciate d   w it h   s te n o s i s   d u to   th lo ca l d ep o s itio n   o f   lip id s   h av b ee n   d eter m in e.     I n   o r d er   to   u n d er s tan d   t h co m p lete  n a tu r o f   b lo o d   f lo w   i n   t h p r esen ce   o f   p o r o u s   p ar am eter ,   th e   co m p u ted   n u m er ical  r es u lt s   b y   u s i n g   t h v a lu e s   o f   p ar a m et er   b ased   o n   ex p er i m en tal   d ata   in   s te n o s ed   ar ter y   ( 5 0 c m /s ec ,   R =   1 . 2   c m   a n d   μ   0 . 0 4   d y n e/c m 2 )   ar p lo tted   in   Fi g   2 - 4 .   I n   o r d er   to   an a l y ze   t h w a ll  s h ea r   s tr ess   alo n g   th s te n o s ed   ar ter ial  s eg m en u n d er   s t u d y ,   Fig . 2   ex h ib its   th v ar iatio n   o f   w a ll  s h ea r   s tr ess   w it h   p o r o u s   p ar a m eter   f o r   d if f er en t   v al u o f   s ten o s is   s h ap p ar a m eter .   I t is o b s er v ed   t h at  i n   th e   s ten o s ed   p o r tio n   o f   th ar ter y ,   t h w all  s h ea r   s tr ess   i n cr ea s es  w i th   th i n cr ea s e   in   p o r o u s   p ar a m eter   w h ile  d ec r ea s es  as  s ten o s i s   s h ap p ar a m eter   in cr ea s es.  T h r esu lt is   co n s i s ti n g   w i th   t h r esu lt o f   S h u k la  et  al.   ( 1 9 8 0 )           Fig u r 3 .   P o r o u s   P ar am eter ,   V ar iatio n   o f   W ar   Sh ea r   Stre s s   with   P o r o u s   P ar am eter   f o r   Dif f e r en t M   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IJ AA S   I SS N:  2252 - 8814       A   P h ysio lo g ic  Mo d el  fo r   th P r o b lem  o f B lo o d   F lo w   th r o u g h   Dis ea s ed   B lo o d   V ess els   ( S a p n a   R a ta n   S h a h )   63       Fig u r 4 .   Sten o s i s   Sh ap P ar am eter ,   Var iatio n   o f   W all  S h ea r   Stre s s   w it h   Ste n o s is   Sh ap P ar a m eter       T h g r ap h   f o r   v ar iatio n s   o f   wall   s h ea r   s tr e s s   w it h   s te n o s i s   s ize  f o r   d if f er e n v a lu o f   s te n o s is   s h ap p ar am eter   is   s h o w n   i n   f i g u r 3 .   I is   ev id en th at  w all  s h ea r   s tr ess   in cr ea s e s   as  s te n o s is   s ize   in cr ea s es  an d   w all  s h ea r   s tr es s   d ec r ea s es  as  s te n o s is   s h ap p ar am e ter   in cr ea s e s .   As  t h s te n o s is   g r o w s ,   th w all  s h ea r i n g   s tr es s   in cr ea s es   in   th s te n o tic  r eg io n .   Ou r   r e s u l ts   ar s i m i lar   to   t h o s o b tain ed   b y   San j ee v   ( 2 0 0 9 ) .   Fig . 4   g iv e s   a   co m p ar is o n   o f   o u r   r es u lt s   w it h   th o s r ep o r ted   b y   J o h n s to n   et  al.   ( 2 0 0 4 ) .   I is   s h o w n   th a th w all  s h ea r   s t r e s s   d ec r ea s es  w i th   i n cr ea s i n g   v al u o f   s ten o s is   s h ap p ar a m eter   an d   w a ll  s h ea r   s tr es s   in cr ea s e s   as  s ten o s is   le n g th   in cr ea s es.  I n   Fi g . 5   th v ar iatio n   o f   w all  s h ea r   s tr e s s   w it h   s te n o s is   s h ap p ar a m eter   h as  b ee n   s h o w n .   T h w a ll   s h ea r   s tr ess   g i v e s   t h r ev er s e   tr en d   o f   s te n o s is   s ize   an d   s te n o s is   len g t h   f o r   in cr ea s i n g   v al u o f   s h ap e   p ar am eter .   T h is   f ig u r ill u s tr ates  th at  w all  s h ea r   s tr es s   d ec r ea s es  as  s te n o s i s   s h ap p ar a m eter   in cr ea s e s ,   m ax i m u m   w all  s h ea r   s tr es s   o cc u r s   at  ( m   2 ) ,   i.  e.   in   ca s o f   s y m m etr ic  s te n o s is .   T h ese   r esu lts   ar s i m ilar   w it h   t h r esu lts   o f   P o n tr elli ( 2 0 0 0 )       5.   CO NCLU SI O N   I n   th is   p ap er   w u s ed   th la m i n ar ,   in co m p r ess ib le,   f u l l y   d ev elo p ed ,   n o n - Ne w to n ian   f l o w   h a v i n g   ax iall y   n o n - s y m m etr ic  b u r a d iall y   s y m m e tr ic  s ten o s is   i n   t h p r esen ce   o f   p o r o u s   ef f ec t s .   Her th b lo o d   is   r ep r esen ted   as  Her s c h el - B u l k le y   f l u id   m o d el  a n d   f lo w   m o d el  i s   s h o w n   b y   t h Na v ier - Sto k e s   an d   t h e   co n tin u it y   eq u atio n s .   T h ad v an tag o f   t h is   s t u d y   i s   th at  h er w ca lcu lated   th e f f ec o f   p o r o u s   p ar am eter   o n   w all  s h ea r   s tr ess ,   s te n o s i s   s h a p p ar am eter ,   s te n o s is   s ize,   s t en o s is   le n g th   i n   a n   s te n o s ed   ar ter y .   I h a s   b ee n   co n clu d ed   th at  t h w all  s h ea r   s tr ess   i n cr ea s es  as  p o r o u s   p ar am eter ,   s te n o s is   s ize  an d   s te n o s is   le n g t h   i n cr ea s e s   b u d ec r ea s es  as  s te n o s is   s h ap p ar am eter   i n cr ea s e s .   I h a s   s h o w n   t h at  t h r es u lt s   w er g r ea tl y   i n f lu e n ce d   b y   th ch a n g o f   p o r o u s   p ar am eter   an d   s ten o s i s   s h ap p ar am eter .   T h is   m o d el  is   ab le  to   p r e d ict  th m ai n   ch ar ac ter is tic s   o f   th p h y s io l o g ical  f lo w s   a n d   w o u ld   b h elp f u f o r   th p eo p le  w o r k i n g   i n   th f ie ld   o f   b io m ed ical  s cien ce   a s   w ell  as  to   th m ed ical  p r ac titi o n er s .             ACK NO WL E D G M E NT   Au t h o r s   g r ate f u l l y   ac k n o w le d g th f in a n cial  a s s i s tan ce   f r o m   t h UGC  m aj o r   r esear ch   p r o j ec No . 3 7 - 4 9 3 /2 0 0 9 ( SR )   f o r   th is   w o r k .       RE F E R E NC E S   [1 ]   A b ra h a m   F . ,   M a re k   B.   a n d   M a t th ias   H,  S h a p e   o p ti m iza ti o n   in   ste a d y   b lo o d   f lo w A   n u m e rica l   stu d y   o f   non - Ne w to n ian   e f f e c t.   No v e m b e 2 0 0 4 1 - 17 .   [2 ]   Da rip a   P . ,   Ra n jan   K. ,   A   n u m e ri c a stu d y   o p u lsa ti le  b lo o d   f lo w   in   a n   e c c e n tri c   c a th e teriz e d   a rte ry   u sin g   a   fa st  a lg o rit h m J.  En g .   M a th e .   2 0 0 2 4 2 1 - 2 .   [3 ]   Dw y e H.  A . ,   Ch e e A .   Y.,   Ru tag in ire  T .   a n d   S h a h c h e ra g in ,   Ca lcu l a ti o n   o f   u n ste a d y   f lo w in   c u rv e d   p ip e s:  A S M E   J.  F lu i d s E n g .   2 0 0 1 :   1 2 3 8 6 9 - 8 7 3 .     [4 ]   G rig io n M . ,   Da n iele   C. ,   a n d   Da v e n io   G . ,   T h e   ro le  o f   w a ll   sh e a r   stre ss   in   u n ste a d y   v a sc u lar  d y n a m i c s:  P r o g re ss   in   Bio m e d .   Re se a .   2 0 0 2 7 .   [5 ]   Jo h n st o n   B. ,   Jo h n st o n   P .   R. ,   Co r n e y   S . ,   a n d   Kilp a tri c k   D.,   No n - Ne w to n ian   b l o o d   f lo in   h u m a n   rig h c o ro n a ry   a rterie s: S te a d y   sta t e   si m u latio n J.  Bio m e .   2 0 0 4 37 7 0 9 - 7 2 0 .   [6 ]   L e u p re c h t   A .   a n d   P e rk to l d   K.,   Co m p u ter  sim u latio n   o f   n o n - Ne w to n ian   e ff e c ts  o n   b lo o d   f lo w   i n   larg e   a rterie s:  Co m .   M e th .   Bio m e c .   &   Bio m e d .   En g .   2 0 0 1 4 1 4 9 - 1 6 3 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8814   IJ AA S    Vo l.   5 ,   No .   2 J u n e   2 0 1 6   :   58     64   64   [7 ]   Na g a r a n P .   a n d   S a ro jam m a   G .   Eff e c o b o d y   a c c e ler a ti o n   o n   p u lsa ti le  f lo o f   c a ss o n   f lu id   th ro u g h   a   m il d   ste n o se d   a rtery .   Jo u rn a o f   Ko re a - A u stra li a   Re o lo g y .   2 0 0 8 :   20 1 8 9 - 1 9 6 .   [8 ]   Ne o fy to u   P .   a n d   Drik a k is  D.,   No n - Ne w to n ian   f lo w   in sta b il it y   in   a   c h a n n e w it h   a   su d d e n   e x p a n s i o n :   J.  No n - Ne w to .   F lu i d   M e c h .   2 0 0 3 1 1 1 1 2 7 - 1 5 0 .     [9 ]   P o n trell G . ,   Bl o o d   f lo w   th ro u g h   a   c ir c u lar  p i p e   w it h   a n   im p u lsiv e   p re ss u re   g ra d ien t.   M a th .   M o d .   M e th .   A p p l.   S c i .   2 0 0 0 1 0 1 8 7 - 2 0 2 .   [1 0 ]   P o n trell G . ,   Blo o d   f lo w   th ro u g h   a n   a x is y m m e tri c   ste n o sis.  P r o c .   I n st  M e c h .   En g ,   P a rt  H,  En g   M e d .   2 0 0 1 2 1 5 :   1 - 10 .   [1 1 ]   Qu a rtero n i   A ,   T u v e ri  M .   a n d   V e n e z ian A . ,   C o m p u tatio n a l   v a sc u lar  f lu id   d y n a m ic s;  P r o b le m s,  m o d e ls  a n d   m e th o d s: C o m p u .   V isu a li z a ti o n   i n   S c ien c e .   2 0 0 0 2 1 6 3 - 1 9 7 .   [1 2 ]   S a n jee v   K.   A   m a th e m a ti c a m o d e f o N e w to n ian   a n d   n o n - Ne w to n ian   f lo w   th ro u g h   tap e re d   tu b e s.  In t.   Re v ie w   o P u re   a n d   A p p li e d   M a th e m a ti c s .   2 0 1 0: 5 .     [1 3 ]   S h a ra n   M .   a n d   P o p e A .   S . ,   A   t wo - p h a se   m o d e f o f lo w   o b lo o d   in   n a rro w   tu b e s w it h   in c re a se d   e ffe c ti v e   v isc o sit y   n e a th e   w a ll ,   Bio rh e .   2 0 0 1 3 8 4 1 5 - 4 2 8 .   [1 4 ]   S h u k la  J.  B. ,   P a rih a R. S .   a n d   R a o   B.   R.   P . ,   Ef f e c o f   ste n o sis  o n   n o n - Ne w to n ian   f lo w   o f   th e   b lo o d   i n   a n   a rtery ,   Bu ll .   M a th .   B io l.   1 9 8 0 4 2 :   2 8 3 - 2 9 4 .   [1 5 ]   Ya k h o A . ,   G rin b e rg   L .   a n d   Nik i ti n   N.,   M o d e li n g   ro u g h   ste n o se b y   a n   i m m e rs e d - b o u n d a ry   m e th o d J.  Bio m e c h .   2 0 0 4 .   [1 6 ]   Yo u n g ,   D.   F .   Ef fe c ts  o f   a   ti m e - d e p e n d e n ste n o sis   o f   f lo w   th ro u g h   a   tu b e ,   J o u r n a o f   En g .   I n d 1 9 6 8 :   90 2 4 8 - 2 5 4 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.