La geometría y las propiedades de flujo afectan el desplazamiento de fase entre las ondas de presión y las ondas de esfuerzo cortante en los vasos sanguíneos
Autores: Wang, Haifeng; Krüger, Timm; Varnik, Fathollah
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
La geometría y las propiedades de flujo afectan el desplazamiento de fase entre las ondas de presión y las ondas de esfuerzo cortante en los vasos sanguíneos
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Enfermedades vasculares
Cambio de fase
Esfuerzo cortante en la pared
Geometría
Propiedades del flujo
Aneurismas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
El desplazamiento de fase entre la presión y el esfuerzo cortante en la pared (WSS) se ha asociado con enfermedades vasculares como la aterosclerosis y los aneurismas. El presente estudio tiene como objetivo comprender los efectos de la geometría y las propiedades del flujo en el desplazamiento de fase bajo la suposición de pared rígida, utilizando un método de frontera inmersa-lattice-Boltzmann. Para el flujo pulsátil en una tubería recta, se sabe que el desplazamiento de fase aumenta con el número de Womersley, pero es independiente de la velocidad del flujo (o del número de Reynolds). Sin embargo, para una geometría compleja, como una tubería curva, encontramos que el desplazamiento de fase desarrolla una fuerte dependencia de la geometría y del número de Reynolds. Observamos que el desplazamiento de fase en la curva interna del vaso curvado y en la cúpula del aneurisma es mayor que en una tubería recta. Además, la geometría afecta la conexión entre el desplazamiento de fase y otras métricas relacionadas con el WSS, como el WSS promedio en el tiempo (TAWSS). Para los vasos sanguíneos rectos y curvados, el desplazamiento de fase se comporta cualitativamente de manera similar y, por lo tanto, puede ser representado por el TAWSS, que es un índice hemodinámico ampliamente utilizado. Sin embargo, estos observables difieren significativamente en otras geometrías, como en los aneurismas. En tales casos, es necesario considerar el desplazamiento de fase como una cantidad independiente que puede llevar información adicional valiosa en comparación con métricas bien establecidas.
Descripción
El desplazamiento de fase entre la presión y el esfuerzo cortante en la pared (WSS) se ha asociado con enfermedades vasculares como la aterosclerosis y los aneurismas. El presente estudio tiene como objetivo comprender los efectos de la geometría y las propiedades del flujo en el desplazamiento de fase bajo la suposición de pared rígida, utilizando un método de frontera inmersa-lattice-Boltzmann. Para el flujo pulsátil en una tubería recta, se sabe que el desplazamiento de fase aumenta con el número de Womersley, pero es independiente de la velocidad del flujo (o del número de Reynolds). Sin embargo, para una geometría compleja, como una tubería curva, encontramos que el desplazamiento de fase desarrolla una fuerte dependencia de la geometría y del número de Reynolds. Observamos que el desplazamiento de fase en la curva interna del vaso curvado y en la cúpula del aneurisma es mayor que en una tubería recta. Además, la geometría afecta la conexión entre el desplazamiento de fase y otras métricas relacionadas con el WSS, como el WSS promedio en el tiempo (TAWSS). Para los vasos sanguíneos rectos y curvados, el desplazamiento de fase se comporta cualitativamente de manera similar y, por lo tanto, puede ser representado por el TAWSS, que es un índice hemodinámico ampliamente utilizado. Sin embargo, estos observables difieren significativamente en otras geometrías, como en los aneurismas. En tales casos, es necesario considerar el desplazamiento de fase como una cantidad independiente que puede llevar información adicional valiosa en comparación con métricas bien establecidas.