Modellierung und Entwicklung numerischer Verfahren zur Simulation von Harnströmungen im unteren männlichen Harntrakt

Zur Simulation der Strömung in der männlichen Harnröhre, auch unter pathologischen Bedingungen, wird aus den Erhaltungsgleichungen für Masse und Impuls in der ALE-Betrachtungsweise ein Kontrollvolumen basiertes Finite-Element Verfahren formuliert, das eine parallele Berechnung von dreidimensionalen Strömungen auf beliebig bewegten Rechengittern ermöglicht. Die Bewegung des Rechengitters erfolgt dabei über mehrere Gitter-Verschiebungs-Algorithmen. Der numerisch schwierig zu behandelnde nicht-lineare konvektive Term in den Impulsgleichungen wird anhand von zahlreichen Upwind-Techniken modelliert. Zur parallelen Lösung auf mehreren Prozessoren wird das Strömungsgebiet in Teilgebiete zerlegt und an den Gebietsgrenzen ein direktes Schur-Komplement-System gelöst. Die Verifikation des entwickelten Programms und auch der Vergleich der Ergebnisse der Harnströmung mit urodynamischen Messdaten zeigen die Richtigkeit, Robustheit und Genauigkeit der implementierten Verfahren