Influencia de las condiciones de contorno en la entrada en la predicción del campo de flujo y la hemólisis en bombas de sangre utilizando simulación de grandes vórtices
Autores: Xiang, Wen-Jing; Huo, Jia-Dong; Wu, Wei-Tao; Wu, Peng
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Influencia de las condiciones de contorno en la entrada en la predicción del campo de flujo y la hemólisis en bombas de sangre utilizando simulación de grandes vórtices
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Bioingeniería
Palabras clave
Condiciones de contorno de entrada
Campo de flujo
Hemólisis
Intensidad turbulenta
Bombas de sangre
Simulación de grandes vórtices
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 28
Citaciones: Sin citaciones
Las condiciones de contorno de entrada (BC) son una de las incertidumbres que pueden influir en la predicción del campo de flujo y la hemólisis en bombas de sangre. Este estudio investigó la influencia de las BC de entrada, incluida la longitud del tubo de entrada, el tipo de BC de entrada (caudal másico o perfil de velocidad experimental) y la intensidad turbulenta (sin perturbación, 5%, 10%, 20%) en la predicción del campo de flujo y la hemólisis de una bomba de sangre centrífuga de referencia (la bomba de sangre de la FDA) y una bomba de sangre axial comercial (Heartmate II), utilizando simulación de grandes vórtices. Los resultados muestran que la influencia de las condiciones de contorno en las métricas de rendimiento integral de la bomba, incluida la altura de presión y la hemólisis, es insignificante. La influencia en las estructuras locales de flujo, como las distribuciones de velocidad, principalmente existía en la entrada. Para la bomba de sangre centrífuga de la FDA, también se puede observar la influencia del tipo de BC de entrada y la posición de entrada en las distribuciones de velocidad en el difusor. En general, los efectos de la posición de entrada y el tipo de BC de entrada deben considerarse si las estructuras locales de flujo son el foco, mientras que la influencia de la intensidad turbulenta es insignificante y no necesita tenerse en cuenta durante las simulaciones numéricas de bombas de sangre.
Descripción
Las condiciones de contorno de entrada (BC) son una de las incertidumbres que pueden influir en la predicción del campo de flujo y la hemólisis en bombas de sangre. Este estudio investigó la influencia de las BC de entrada, incluida la longitud del tubo de entrada, el tipo de BC de entrada (caudal másico o perfil de velocidad experimental) y la intensidad turbulenta (sin perturbación, 5%, 10%, 20%) en la predicción del campo de flujo y la hemólisis de una bomba de sangre centrífuga de referencia (la bomba de sangre de la FDA) y una bomba de sangre axial comercial (Heartmate II), utilizando simulación de grandes vórtices. Los resultados muestran que la influencia de las condiciones de contorno en las métricas de rendimiento integral de la bomba, incluida la altura de presión y la hemólisis, es insignificante. La influencia en las estructuras locales de flujo, como las distribuciones de velocidad, principalmente existía en la entrada. Para la bomba de sangre centrífuga de la FDA, también se puede observar la influencia del tipo de BC de entrada y la posición de entrada en las distribuciones de velocidad en el difusor. En general, los efectos de la posición de entrada y el tipo de BC de entrada deben considerarse si las estructuras locales de flujo son el foco, mientras que la influencia de la intensidad turbulenta es insignificante y no necesita tenerse en cuenta durante las simulaciones numéricas de bombas de sangre.