Naslov
Računalna simulacija strujanja krvi u arteriji s premosnicom
(Numerical simulation of blood flow in an artery with a bypass graft)

Autori
Petric, Blaž

Vrsta, podvrsta i kategorija rada
Ocjenski radovi, diplomski rad, preddiplomski

Fakultet
Fakultet strojarstva i brodogradnje

Mjesto
Zagreb

Datum
29.09

Godina
2022

Stranica
49

Mentor
Džijan, Ivo

Ključne riječi
računalne simulacije, hemodinamika, premosnica, Windkessel model, smično naprezanje
(computer simulations, hemodynamics, bypass, Windkessel model, wall shear stress)

Sažetak
Razvojem računala i numeričkih metoda pojavili su se uvjeti za numeričko modeliranje složenih strujanja kao što je strujanje krvi u arterijskom krvotoku. Cilj ovog rada je provesti numeričku simulaciju strujanja krvi kroz arterijsku premosnicu. U radu je definiran matematički model nestlačivog, izotermnog, laminarnog, 3D pulsirajućeg strujanja unutar krvne žile s krutom stijenkom. Izrađena su i analizirana dva geometrijski različita modela spajanja premosnice na zdravi dio krvne žile: spoj u obliku koljena i spoj u obliku račve. Pulsirajuće strujanje krvi ostvareno je propisivanjem vremenskog profila volumenskog protoka krvi na ulazu u domenu i ugradnjom Windkessel modela s 3 elementa kao rubnog uvjeta na izlazu iz domene. Uloga Windkessel modela je uzimanje u obzir podatljivosti krvne žile, perifernog otpora mikrocirkulacije i ulazne impedancije aortnog zaliska. Intenzitet oscilatornosti smičnih naprezanja uzet je u obzir umnoškom 𝑂𝑆𝐼 ∙ 𝜏𝑤, u kojem faktor 𝑂𝑆𝐼 iskazuje stupanj promjene smjera smičnog naprezanja, a 𝜏𝑤 predstavlja srednju vrijednost smičnog naprezanja na stijenci krvne žile. Iznos tog umnoška se koristi kao kriterij za procjenu uvjeta za stvaranje hiperplazije (zadebljanje stijenke krvne žile). Simulacija je provedena u programskom paketu OpenFOAM dok je analiza rezultata napravljena u programu ParaView i gnuplot. Rezultati simulacije pokazuju da su zbog nagle promjene smjera strujanja krvi i postojanja oštrih rubova vrijednosti smičnog naprezanja veće u slučaju spoja premosnice i krvne žile u obliku račve u usporedbi sa spojem u obliku koljena. Također su u slučaju spoja u obliku račve i vrijednosti umnoška 𝑂𝑆𝐼 ∙ 𝜏𝑤 nekoliko puta veće u području gdje se u stvarnim uvjetima očekuje nastanak hiperplazije.

Izvorni jezik
Hrvatski

Znanstvena područja
Strojarstvo

POVEZANOST RADA