Análisis numérico de flujo de fluidos y estructuras de un modelo de aneurisma cerebral
Autores: Souza, Maria Sabrina; Souza, Andrews; Carvalho, Violeta; Teixeira, Senhorinha; Fernandes, Carla S.; Lima, Rui; Ribeiro, João
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Análisis numérico de flujo de fluidos y estructuras de un modelo de aneurisma cerebral
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Aneurismas intracraneales
Hemodinámica
Comportamiento biomecánico
Simulaciones CFD
Números de Reynolds
Modelo constitutivo hiperelástico
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
Los aneurismas intracraneales (AI) son dilataciones de las arterias cerebrales y, en la mayoría de los casos, no presentan síntomas. Sin embargo, es una patología muy grave, con una alta tasa de mortalidad tras la ruptura. Varios estudios se han centrado únicamente en la hemodinámica del flujo dentro del AI. Sin embargo, además del efecto del flujo, el desarrollo y la ruptura del AI también están asociados con una combinación de otros factores, como el comportamiento mecánico de la pared. Así, el objetivo de este trabajo fue analizar, además del comportamiento del flujo, el comportamiento biomecánico de la pared del aneurisma. Para ello, se realizaron simulaciones de CFD para diferentes números de Reynolds (1, 100, 500 y 1000) y para dos modelos reológicos diferentes (newtoniano y Carreau). Posteriormente, los valores de presión de las simulaciones de fluidos se exportaron a las simulaciones estructurales con el fin de observar cualitativamente las deformaciones, tensiones, esfuerzos normales y esfuerzos cortantes generados en la pared del canal. Para las simulaciones estructurales, se utilizó un modelo constitutivo hiperelástico (modelo de Mooney-Rivlin de 5 parámetros). Los resultados muestran que con el aumento del número de Reynolds (Re), el fenómeno de recirculación es más pronunciado, lo cual no se observa para Re = 1. Cuanto mayor es el Re, mayores son los valores de deformación, desplazamiento, esfuerzos normales y esfuerzos cortantes.
Descripción
Los aneurismas intracraneales (AI) son dilataciones de las arterias cerebrales y, en la mayoría de los casos, no presentan síntomas. Sin embargo, es una patología muy grave, con una alta tasa de mortalidad tras la ruptura. Varios estudios se han centrado únicamente en la hemodinámica del flujo dentro del AI. Sin embargo, además del efecto del flujo, el desarrollo y la ruptura del AI también están asociados con una combinación de otros factores, como el comportamiento mecánico de la pared. Así, el objetivo de este trabajo fue analizar, además del comportamiento del flujo, el comportamiento biomecánico de la pared del aneurisma. Para ello, se realizaron simulaciones de CFD para diferentes números de Reynolds (1, 100, 500 y 1000) y para dos modelos reológicos diferentes (newtoniano y Carreau). Posteriormente, los valores de presión de las simulaciones de fluidos se exportaron a las simulaciones estructurales con el fin de observar cualitativamente las deformaciones, tensiones, esfuerzos normales y esfuerzos cortantes generados en la pared del canal. Para las simulaciones estructurales, se utilizó un modelo constitutivo hiperelástico (modelo de Mooney-Rivlin de 5 parámetros). Los resultados muestran que con el aumento del número de Reynolds (Re), el fenómeno de recirculación es más pronunciado, lo cual no se observa para Re = 1. Cuanto mayor es el Re, mayores son los valores de deformación, desplazamiento, esfuerzos normales y esfuerzos cortantes.