Hemodinâmica da bifurcação da artéria aorta abdominal: efeitos não newtonianos
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Data
2017-07-17
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Resumo
Este trabalho tem como objetivo principal investigar a influência da escolha do modelo de viscosidade em simulações de hemodinâmica, na bifurcação da artéria aorta abdominal, para uma velocidade característica do escoamento sanguíneo durante a sístole. Foram realizadas várias simulações a fim de investigar os efeitos dos comportamentos não newtonianos do sangue. Os modelos de viscosidade não newtonianos usados neste estudo são os modelos de Carreau, Herschel Bulkley, Walburn-Schneck e da Lei de Potência. Estes modelos foram comparados com o modelo newtoniano de Lee e Steinman a fim de quantificar o comportamento não newtoniano. Os resultados apresentados mostram que a escolha do modelo de viscosidade é importante neste tipo de estudos e sempre que possível devem ser usados modelos que permitam a incorporação de parâmetros sanguinos do paciente estudado. Os resultados obtidos com os vários modelos apresentam diferenças significativas e revelam a necessidade de normalizar as diferentes curvas de viscosidade de modo a tornar a comparação entre resultados mais adequada. Com auxílio da dinâmica dos fluidos computacional, simulamos vários escoamentos para os modelos de viscosidade com comportamentos newtonianos e não newtonianos para caracterizar os campos das velocidades, pressões, taxas de deformação, viscosidade e das tensões de corte desenvolvidas nas paredes das artérias.
Os dados utilizados nas simulações para a realização deste trabalho foram obtidos de um paciente real, do sexo feminino com 53 anos de idade considerada saudável, sujeita a medicação para controlo da viscosidade.
This study had as principal objective investigate the influence of the choice of viscosity model in hemodynamics simulations, on the bifurcation of the artery abdominal aorta to a characteristic velocity of blood flow during systole. Several simulations were performed to investigate the effects of non-Newtonian behavior of blood. The non-Newtonian viscosity models used in this study are the models Carreau, Herschel Bulkley, Walburn-Schneck and Power Law. These models were compared with the Newtonian model of Lee and Steinman, in order to quantify the non-Newtonian behavior. The results show that the choice of viscosity model is important in this type of study and whenever possible should be used models that allow the incorporation of sanguine parameters of the patient studied. The results obtained with the various models show significant differences and the need to normalize the different viscosity curves to make the comparison between results the most appropriate. With the aid of computational fluid dynamics, we simulated various flows for the viscosity models with Newtonian and non-Newtonian behavior to characterize the field of velocities, pressures, strain rates, the viscosity and shear stress developed in the walls of arteries. The data used in the simulations for this work were obtained from a real patient, female at 53 years old considered healthy, subject to medication for viscosity control.
This study had as principal objective investigate the influence of the choice of viscosity model in hemodynamics simulations, on the bifurcation of the artery abdominal aorta to a characteristic velocity of blood flow during systole. Several simulations were performed to investigate the effects of non-Newtonian behavior of blood. The non-Newtonian viscosity models used in this study are the models Carreau, Herschel Bulkley, Walburn-Schneck and Power Law. These models were compared with the Newtonian model of Lee and Steinman, in order to quantify the non-Newtonian behavior. The results show that the choice of viscosity model is important in this type of study and whenever possible should be used models that allow the incorporation of sanguine parameters of the patient studied. The results obtained with the various models show significant differences and the need to normalize the different viscosity curves to make the comparison between results the most appropriate. With the aid of computational fluid dynamics, we simulated various flows for the viscosity models with Newtonian and non-Newtonian behavior to characterize the field of velocities, pressures, strain rates, the viscosity and shear stress developed in the walls of arteries. The data used in the simulations for this work were obtained from a real patient, female at 53 years old considered healthy, subject to medication for viscosity control.
Descrição
Dissertação de Mestrado em Engenharia Mecânica
Palavras-chave
Hemodinâmica , Reologia , Escoamento não newtoniano , Bifurcação da aorta abdominal