La bombeo de impedancia y la resonancia en un sistema de múltiples recipientes
Autores: Zislin, Victor; Rosenfeld, Moshe
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2018
Acceso abierto
Artículo científico
2018
La bombeo de impedancia y la resonancia en un sistema de múltiples recipientes
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Bioingeniería
Palabras clave
Bombeo de impedancia
Velocidad de flujo
Frecuencia de accionamiento
Modo de resonancia
Velocidad neta de flujo
Sistema cardiovascular
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 48
Citaciones: Sin citaciones
El bombeo de impedancia es un mecanismo que genera flujo en un recipiente flexible al accionar repetidamente el recipiente de forma asimétrica, sin emplear válvulas internas, cuchillas u otros mecanismos. El flujo neto se obtiene al establecer un patrón de onda constructiva. Los estudios detallados del bombeo de impedancia en un solo recipiente han demostrado que la velocidad de flujo depende fuertemente de la frecuencia de actuación, así como de otros parámetros, como la ubicación y amplitud del actuador, y que funciona mejor en modo de resonancia. El presente estudio extiende estos principios a una red de varios recipientes flexibles, representando un sistema cardiovascular. El flujo se modela numéricamente mediante la aproximación unidimensional de las ecuaciones de Navier-Stokes. Se examinaron dos configuraciones, sistemas que consisten en tres y cinco recipientes flexibles. Primero, se identificaron las frecuencias naturales de estas configuraciones. Luego, se exploró la dependencia de la tasa de flujo neto (TFN) en la frecuencia de actuación, mostrando que el bombeo de impedancia funciona mejor en modo de resonancia en el caso de una red de recipientes también. Se estudió también el impacto de otros parámetros, como la ubicación de uno o dos actuadores, la amplitud de actuación, el ancho del actuador, el ciclo de trabajo y el desfase entre los actuadores. Los resultados muestran que las bombas de impedancia pueden generar una TFN significativa y que la TFN obtenida puede ser manipulada configurando adecuadamente uno o más de los parámetros principales. Estos hallazgos indican que los principios del bombeo de impedancia pueden aplicarse al control del flujo del sistema cardiovascular.
Descripción
El bombeo de impedancia es un mecanismo que genera flujo en un recipiente flexible al accionar repetidamente el recipiente de forma asimétrica, sin emplear válvulas internas, cuchillas u otros mecanismos. El flujo neto se obtiene al establecer un patrón de onda constructiva. Los estudios detallados del bombeo de impedancia en un solo recipiente han demostrado que la velocidad de flujo depende fuertemente de la frecuencia de actuación, así como de otros parámetros, como la ubicación y amplitud del actuador, y que funciona mejor en modo de resonancia. El presente estudio extiende estos principios a una red de varios recipientes flexibles, representando un sistema cardiovascular. El flujo se modela numéricamente mediante la aproximación unidimensional de las ecuaciones de Navier-Stokes. Se examinaron dos configuraciones, sistemas que consisten en tres y cinco recipientes flexibles. Primero, se identificaron las frecuencias naturales de estas configuraciones. Luego, se exploró la dependencia de la tasa de flujo neto (TFN) en la frecuencia de actuación, mostrando que el bombeo de impedancia funciona mejor en modo de resonancia en el caso de una red de recipientes también. Se estudió también el impacto de otros parámetros, como la ubicación de uno o dos actuadores, la amplitud de actuación, el ancho del actuador, el ciclo de trabajo y el desfase entre los actuadores. Los resultados muestran que las bombas de impedancia pueden generar una TFN significativa y que la TFN obtenida puede ser manipulada configurando adecuadamente uno o más de los parámetros principales. Estos hallazgos indican que los principios del bombeo de impedancia pueden aplicarse al control del flujo del sistema cardiovascular.