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Efecto de las propiedades del fluido micropolar en el flujo sanguíneo en un modelo carotídeo humano

Autores: Karvelas, Evangelos; Sofiadis, Giorgos; Papathanasiou, Thanasis; Sarris, Ioannis

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2020

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Acceso abierto

Artículo científico
2020

Efecto de las propiedades del fluido micropolar en el flujo sanguíneo en un modelo carotídeo humano


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Mecánica

Palabras clave

Sangre
Microestructura
Modelo de fluido micropolar
Efecto de viscosidad de vórtice
Viscosidad de microrrotación
Tensión de corte

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 1

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
La sangre es un fluido no homogéneo que fluye dentro del sistema arterial humano y proporciona nutrientes a las células. En este estudio se investiga el efecto de auto-rotación de la microestructura de la sangre en su flujo dentro de un modelo de carótida humana utilizando un modelo de fluido micropolar. El estudio tiene como objetivo investigar las diferencias de flujo que ocurren debido a su microestructura en comparación con un fluido newtoniano. Nos enfocamos en el efecto de la viscosidad de vórtice, es decir, la relación de la viscosidad de microrrotación con la total, porque este es el único parámetro que afecta directamente el flujo del fluido. Se llevan a cabo simulaciones en un rango de viscosidades de vórtice en un modelo de carótida humana en 3D que ha sido reconstruido computacionalmente. Todas las simulaciones se realizan en el número de Reynolds diastólico que ocurre en la carótida humana. Los resultados indican que la micropolaridad afecta la velocidad de la sangre en el rango de parámetros estudiados en un 4%. A medida que se aumenta la micropolaridad, se encuentran velocidades más altas en el centro de los vasos y más bajas cerca de los límites en comparación con una consideración de fluido newtoniano. Esto indica que el aumento de la micropolaridad del fluido conduce a un aumento del grosor de la capa límite. Más importante aún, un aumento en la viscosidad de vórtice y el consiguiente aumento en la microrrotación resultan en una disminución del esfuerzo cortante en las paredes de la carótida; este hallazgo puede ser significativo en relación con el inicio y el desarrollo de la aterosclerosis. Finalmente, la distribución del flujo en la carótida parece verse fuertemente afectada por la geometría y la micropolaridad del fluido.

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