dinámica de fluidos computacional aplicada al estudio del flujo … · 2017. 1. 2. · dinámica...

16
Ingeniería Investigación y Tecnología, volumen XVII (número 1), enero-marzo 2016: 45-60 ISSN 1405-7743 FI-UNAM (artículo arbitrado) Descriptores: Información del artículo: recibido: septiembre de 2014, aceptado: julio de 2015 Dinámica de fluidos computacional aplicada al estudio del flujo sanguíneo en el cayado aórtico humano y sus principales ramas Computational Fluid Dynamics Applied to the Study of Blood Flow in the Human Aortic Arch and its Main Branches Bracamonte-Baran William Universidad Central de Venezuela Facultad de Medicina, Escuela Luis Razetti Departamento de Ciencias Fisiológicas Correo: [email protected] Bracamonte-Baran Johane Universidad Central de Venezuela Facultad de Ingeniería, Escuela de Ingeniería Mecánica Departamento de Energética Correo: [email protected] Baritto-Loreto Miguel Universidad Central de Venezuela Facultad de Ingeniería, Escuela de Ingeniería Mecánica Departamento de Energética Correo: [email protected] D’Alessandro-Martínez Antonio Universidad Central de Venezuela Facultad de Medicina, Escuela Luis Razetti Departamento de Ciencias Fisiológicas Correo: [email protected] Resumen - - - - - doi:10.1016/j.riit.2016.01.005

Upload: others

Post on 04-Oct-2020

12 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Dinámica de fluidos computacional aplicada al estudio del flujo … · 2017. 1. 2. · Dinámica de fluidos computacional aplicada al estudio del flujo sanguíneo en el cayado aórtico

Ingeniería Investigación y Tecnología, volumen XVII (número 1), enero-marzo 2016: 45-60

ISSN 1405-7743 FI-UNAM

(artículo arbitrado)

Descriptores:

Información del artículo: recibido: septiembre de 2014, aceptado: julio de 2015

Dinámica de fluidos computacional aplicada al estudio del flujo sanguíneo en el cayado aórtico humano y sus principales ramas

Computational Fluid Dynamics Applied to the Study of Blood Flow in the Human Aortic Arch and its Main Branches

Bracamonte-Baran William Universidad Central de Venezuela

Facultad de Medicina, Escuela Luis Razetti Departamento de Ciencias FisiológicasCorreo: [email protected]

Bracamonte-Baran Johane Universidad Central de Venezuela

Facultad de Ingeniería, Escuela de Ingeniería Mecánica Departamento de Energética Correo: [email protected]

Baritto-Loreto Miguel Universidad Central de Venezuela

Facultad de Ingeniería, Escuela de Ingeniería Mecánica Departamento de Energética

Correo: [email protected]

D’Alessandro-Martínez Antonio Universidad Central de Venezuela

Facultad de Medicina, Escuela Luis Razetti Departamento de Ciencias Fisiológicas

Correo: [email protected]

Resumen

--

--

-

doi:10.1016/j.riit.2016.01.005

Page 2: Dinámica de fluidos computacional aplicada al estudio del flujo … · 2017. 1. 2. · Dinámica de fluidos computacional aplicada al estudio del flujo sanguíneo en el cayado aórtico

Dinámica de fluidos computacional aplicada al estudio del flujo sanguíneo en el cayado aórtico humano y sus principales ramas

Ingeniería Investigación y Tecnología, volumen XVII (número 1), enero-marzo 2016: 45-60 ISSN 1405-7743 FI-UNAM46

Introducción

--

-

Modelos unidimensionales con distintos niveles de

et al.

al comparar el resultado de modelos unidimensionales --

et al., 2010; Hsiao et al.

-cadas desarrollar simulaciones numéricas tridimensio-

culatorio, principalmente para estudiar los patrones de

et al.et al. et al., 2010; Hsiao et

al. -

et al. -et al.

de Potencia (Prektold et al., 1991; Gijsen et al., 1999;

--

-

saber:

-

--

et al.--

--

-

et al.-

vitro e in-vivo para vasos de diámetro superior a 1 mm

--

et al.

Abstract

-

-

-

Keywords:

hemodynamics blood flow aorta computational fluid dynamics simulation

Page 3: Dinámica de fluidos computacional aplicada al estudio del flujo … · 2017. 1. 2. · Dinámica de fluidos computacional aplicada al estudio del flujo sanguíneo en el cayado aórtico

47

Bracamonte-Baran William, Bracamonte-Baran Johane, Baritto-Loreto Miguel, D’Alessandro-Martínez Antonio

Ingeniería Investigación y Tecnología, volumen XVII (número 1), enero-marzo 2016:45-60 ISSN 1405-7743 FI-UNAM

de una -

et al., 2002; et al. et al.

-

--

ma se basaron en mediciones tomadas directamente del

Metodología

un individuo masculino de 30 años de edad, 182 cm de

2

2

--

-

-

-

--

donde el contraste se encontrara distribuido en el com-

-rial con presencia residual de contraste en las venas

-

-

-

-

-

-

--

--

Page 4: Dinámica de fluidos computacional aplicada al estudio del flujo … · 2017. 1. 2. · Dinámica de fluidos computacional aplicada al estudio del flujo sanguíneo en el cayado aórtico

Dinámica de fluidos computacional aplicada al estudio del flujo sanguíneo en el cayado aórtico humano y sus principales ramas

Ingeniería Investigación y Tecnología, volumen XVII (número 1), enero-marzo 2016: 45-60 ISSN 1405-7743 FI-UNAM48

-

-et al.,

--

de 10-2s-1

-trictamente laminar en el dominio, por lo que no se in-

--

et al.

et al.Tomando en cuenta las consideraciones de la tabla

(1)

(2)

3 , de

acuerdo con los parámetros de normalidad para un in--

-

Todas las condiciones de contorno impuestas se basa--

--

el equipo técnico capacitado que lleva a cabo los estu--

-

et al., 2013; Milnor 1989), con un error absoluto (instru--

nes invasivas (Bakris et al

Medida

Área transversal de la aorta ascendente2

2

Área transversal de la aorta descendente2

2

Área transversal de la subclavia 2

2

Área transversal del tronco 30 mm2

Page 5: Dinámica de fluidos computacional aplicada al estudio del flujo … · 2017. 1. 2. · Dinámica de fluidos computacional aplicada al estudio del flujo sanguíneo en el cayado aórtico

49

Bracamonte-Baran William, Bracamonte-Baran Johane, Baritto-Loreto Miguel, D’Alessandro-Martínez Antonio

Ingeniería Investigación y Tecnología, volumen XVII (número 1), enero-marzo 2016:45-60 ISSN 1405-7743 FI-UNAM

--

-

et al

et al-

--

-

-

-

-

et al

-

-

-ca transitoria (el comportamiento de los campos se re-

--

--

-

-

-

Page 6: Dinámica de fluidos computacional aplicada al estudio del flujo … · 2017. 1. 2. · Dinámica de fluidos computacional aplicada al estudio del flujo sanguíneo en el cayado aórtico

Dinámica de fluidos computacional aplicada al estudio del flujo sanguíneo en el cayado aórtico humano y sus principales ramas

Ingeniería Investigación y Tecnología, volumen XVII (número 1), enero-marzo 2016: 45-60 ISSN 1405-7743 FI-UNAM50

-Resultados y análisis

-

-

simulado, estos son a un cuarto (90°), medio (180°), tres -

--

o o o

o

-locidad en un plano coronal secante al dominio, mien-

-

--

de velocidad parece estar completamente desarrollado,

-

Borde Parámetro Valor Valor

ascendente (entrada Velocidad Vmin=0

manométrica

la aorta torácica (salida)

caudal entrada al dominio entrada al dominio (acoplado en términos

de la velocidad en la entrada)

Velocidad medida por

diámetro del vaso medido

Page 7: Dinámica de fluidos computacional aplicada al estudio del flujo … · 2017. 1. 2. · Dinámica de fluidos computacional aplicada al estudio del flujo sanguíneo en el cayado aórtico

51

Bracamonte-Baran William, Bracamonte-Baran Johane, Baritto-Loreto Miguel, D’Alessandro-Martínez Antonio

Ingeniería Investigación y Tecnología, volumen XVII (número 1), enero-marzo 2016:45-60 ISSN 1405-7743 FI-UNAM

-

en su primera mitad, e incluso velocidades cercanas a

-ta en este punto velocidades aun superiores a las del

-

-

-

--

o --

90°

Page 8: Dinámica de fluidos computacional aplicada al estudio del flujo … · 2017. 1. 2. · Dinámica de fluidos computacional aplicada al estudio del flujo sanguíneo en el cayado aórtico

Dinámica de fluidos computacional aplicada al estudio del flujo sanguíneo en el cayado aórtico humano y sus principales ramas

Ingeniería Investigación y Tecnología, volumen XVII (número 1), enero-marzo 2016: 45-60 ISSN 1405-7743 FI-UNAM52

por Kousera et al. et al. --

-

El pico de velocidad reportado en la literatura

-

-

-

-

-mo, observaciones que concuerdan con los patrones

et al.--

-

90°

Page 9: Dinámica de fluidos computacional aplicada al estudio del flujo … · 2017. 1. 2. · Dinámica de fluidos computacional aplicada al estudio del flujo sanguíneo en el cayado aórtico

53

Bracamonte-Baran William, Bracamonte-Baran Johane, Baritto-Loreto Miguel, D’Alessandro-Martínez Antonio

Ingeniería Investigación y Tecnología, volumen XVII (número 1), enero-marzo 2016:45-60 ISSN 1405-7743 FI-UNAM

-

--

et al.

-

-

-

--

--

-

-lacionan linealmente a través de la viscosidad (μ), la

-

-

90°

Page 10: Dinámica de fluidos computacional aplicada al estudio del flujo … · 2017. 1. 2. · Dinámica de fluidos computacional aplicada al estudio del flujo sanguíneo en el cayado aórtico

Dinámica de fluidos computacional aplicada al estudio del flujo sanguíneo en el cayado aórtico humano y sus principales ramas

Ingeniería Investigación y Tecnología, volumen XVII (número 1), enero-marzo 2016: 45-60 ISSN 1405-7743 FI-UNAM54

-

por su impacto mecánico, sino porque las células endo--

et al

--

--

-

--

--

90°

Page 11: Dinámica de fluidos computacional aplicada al estudio del flujo … · 2017. 1. 2. · Dinámica de fluidos computacional aplicada al estudio del flujo sanguíneo en el cayado aórtico

55

Bracamonte-Baran William, Bracamonte-Baran Johane, Baritto-Loreto Miguel, D’Alessandro-Martínez Antonio

Ingeniería Investigación y Tecnología, volumen XVII (número 1), enero-marzo 2016:45-60 ISSN 1405-7743 FI-UNAM

--

-

-

-

90°

Page 12: Dinámica de fluidos computacional aplicada al estudio del flujo … · 2017. 1. 2. · Dinámica de fluidos computacional aplicada al estudio del flujo sanguíneo en el cayado aórtico

Dinámica de fluidos computacional aplicada al estudio del flujo sanguíneo en el cayado aórtico humano y sus principales ramas

Ingeniería Investigación y Tecnología, volumen XVII (número 1), enero-marzo 2016: 45-60 ISSN 1405-7743 FI-UNAM56

90°

Page 13: Dinámica de fluidos computacional aplicada al estudio del flujo … · 2017. 1. 2. · Dinámica de fluidos computacional aplicada al estudio del flujo sanguíneo en el cayado aórtico

57

Bracamonte-Baran William, Bracamonte-Baran Johane, Baritto-Loreto Miguel, D’Alessandro-Martínez Antonio

Ingeniería Investigación y Tecnología, volumen XVII (número 1), enero-marzo 2016:45-60 ISSN 1405-7743 FI-UNAM

90°

Page 14: Dinámica de fluidos computacional aplicada al estudio del flujo … · 2017. 1. 2. · Dinámica de fluidos computacional aplicada al estudio del flujo sanguíneo en el cayado aórtico

Dinámica de fluidos computacional aplicada al estudio del flujo sanguíneo en el cayado aórtico humano y sus principales ramas

Ingeniería Investigación y Tecnología, volumen XVII (número 1), enero-marzo 2016: 45-60 ISSN 1405-7743 FI-UNAM58

Conclusiones

--

--

--

-

-

-

-

que esta es una de las principales mejoras que deben ser

90°

Page 15: Dinámica de fluidos computacional aplicada al estudio del flujo … · 2017. 1. 2. · Dinámica de fluidos computacional aplicada al estudio del flujo sanguíneo en el cayado aórtico

59

Bracamonte-Baran William, Bracamonte-Baran Johane, Baritto-Loreto Miguel, D’Alessandro-Martínez Antonio

Ingeniería Investigación y Tecnología, volumen XVII (número 1), enero-marzo 2016:45-60 ISSN 1405-7743 FI-UNAM

de velocidad, por ejemplo, usar ultrasonido de alta re--

pertinentes al modelo matemático planteado en este

Agradecimientos

--

-

Referencias

et al

--

, volumen

, 2nd

-

,

o -

, volumen

-

, 2nd

-

, volu-

, 3rd

-

-

-, volumen 113,

--,

, vo-

-

Page 16: Dinámica de fluidos computacional aplicada al estudio del flujo … · 2017. 1. 2. · Dinámica de fluidos computacional aplicada al estudio del flujo sanguíneo en el cayado aórtico

Dinámica de fluidos computacional aplicada al estudio del flujo sanguíneo en el cayado aórtico humano y sus principales ramas

Ingeniería Investigación y Tecnología, volumen XVII (número 1), enero-marzo 2016: 45-60 ISSN 1405-7743 FI-UNAM60

-

, volumen 3,

-

Este artículo se cita:

Citación estilo Chicago

Ingenier a Investi-gaci n y Tecnolog a

Citación estilo ISO 690

Ingenier a Investigaci n y Tecnolog a

Semblanzas de los autores

--

--

--

-

-