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Estudios Experimentales y Computacionales del Flujo Peristáltico en un Modelo Duodenal

Autores: Palmada, Nadun; Cater, John E.; Cheng, Leo K.; Suresh, Vinod

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2022

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Acceso abierto

Artículo científico
2022

Estudios Experimentales y Computacionales del Flujo Peristáltico en un Modelo Duodenal


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Mecánica

Palabras clave

Flujo peristáltico
Duodeno
Velocimetría de imágenes de partículas
Dinámica de fluidos computacional
Campo de vorticidad
Tasas de cizallamiento

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 1

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Estudiamos el flujo peristáltico en un tubo flexible en forma de C que representa la primera sección del intestino delgado: el duodeno. Se creó un modelo de banco que consiste en un tubo de silicona lleno de una mezcla de glicerol y agua deformado por un rodillo rotatorio. Se utilizó la velocimetría de imágenes de partículas (PIV) para obtener imágenes de los patrones de flujo para deformaciones que aproximan las condiciones en el duodeno (amplitud de contracción del 34% y velocidad de onda de 13 mm/s). Se observó flujo inverso debajo del rodillo, con el fluido moviéndose en dirección opuesta a la propagación de la onda peristáltica. Las deformaciones del tubo fueron capturadas en imágenes y se utilizaron para construir un modelo de dinámica de fluidos computacional (CFD) de flujo con límites móviles. Los campos de vorticidad y velocidad de PIV y CFD fueron cualitativamente similares. El campo de vorticidad se integró sobre la región de imagen para calcular la circulación total y hubo, en promedio, una diferencia del 22% en la circulación total entre los resultados experimentales y numéricos. Se observaron tasas de cizallamiento más altas con agua en comparación con los fluidos de mayor viscosidad. Este modelo es una herramienta útil para estudiar el efecto de las propiedades del quimo, las variaciones anatómicas y los patrones de contracción peristáltica en la mezcla y el transporte en el duodeno en salud y enfermedad.

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