Dissertação

Computational blood flow simulations and geometric uncertainty quantification in patient-specific aorta-insights EVALUATED

A incerteza geométrica da estenose da válvula aórtica foi quantificada na aorta torácica tendo em conta parâmetros hemodinâmicos. Foi usada uma geometria 3D específica da aorta e a válvula foi modelada através de um disco idealizado na entrada da aorta ascendente para simular a calcificação das válvulas do coração. A incerteza associada ao raio aleatório de abertura da válvula foi caracterizada por uma função de densidade de probabilidade Beta com uma variabilidade de 14% e quantificada na aorta durante o ciclo cardíaco. O processo estocástico envolveu a aplicação de um método de projecção espectral não-intrusivo que é baseado na expansão do caos polinomial e que usa amostras correspondentes a campos de escoamento 3D dependentes do tempo obtidos a partir da solução das equações de Navier-Stokes. As simulações determinísticas foram validadas com dados de escoamento sanguíneo da aorta. Foram realizadas comparações entre as soluções obtidas com os modelos de viscosidade do sangue Newtoniano e não-Newtoniano bem como considerando escoamento laminar ou turbulento. A ocorrência de escoamento sanguíneo turbulento foi analisada numa geometria 3D específica através da distribuição de tensões de corte e nível de intensidade turbulenta. Este estudo revelou que a estenose da válvula origina um jacto de entrada que perturba o escoamento e gera regiões de recirculação que desaparecem a jusante. Os resultados estocásticos foram analisados em termos de parâmetros hemodinâmicos com relevância clínica durante o ciclo cardíaco. A variabilidade do raio de abertura levou a diferenças significativas no pico da sístole, particularmente na aorta ascendente e na artéria braquiocefálica.
Escoamento sanguíneo, CFD, Aorta, Geometria real, Quantificação da incerteza, Projecção espectral não-intrusiva

Junho 11, 2015, 14:0

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

ORIENTADOR

José Manuel Da Silva Chaves Ribeiro Pereira

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Colaborador Não Remunerado Docente

ORIENTADOR

José Carlos Fernandes Pereira

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Catedrático