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Dissertação

{pt=Hemodynamics of Cerebral Aneurysms: Physiology and Numerical Simulations} {} EVALUATED

Detalhes: {pt=O objectivo deste estudo foi determinar o impacto da escolha do modelo matemático, e de variações geométricas, na hemodinâmica no interior de aneurismas. Efectuou-se uma comparação exaustiva, sistemática, quantitativa e qualitativa, usando geometrias 3D idealizadas e reais de aneurismas saculares cerebrais. Foram avaliadas as diferenças resultantes do uso de dois tipos de modelos fluidos, Newtoniano e não-Newtoniano inelástico (Carreau), regime estacionário ou pulsátil, e condições de fronteira distintas nas secções computacionais de saída. As últimas incluem condições standard sobre a tensão normal e o acoplamento com modelos reduzidos 1D ou 0D, no sentido da modelação geométrica de multi-escala. Os efeitos hemodinâmicos da presença de vasos laterais também foram analisados, com base na inclusão ou exclusão, através de modelos 3D ou de modelos reduzidos. As simulações numéricas mostraram ser bastante sensíveis às alterações analisadas, tanto para os modelos, como para a geometria. Foram observadas variações substanciais nas diferentes geometrias. Na maior parte dos casos, as diferenças entre as soluções estacionárias e pulsáteis foram mais significativas do que as diferenças entre as duas leis da viscosidade do fluido, mostrando a importância das simulações pulsáteis. Os resultados demonstram uma semelhança considerável ao considerar a geometria com os vasos laterais ou a geometria truncada acoplada com modelos reduzidos nas secções de saída. Apesar de o modelo 0D aqui considerado se ter mostrado insuficiente para simular a circulação sistémica, é possível concluir que em alguns casos os modelos reduzidos podem ser usados para simular os efeitos dos vasos laterais em geometrias reais. , en=The purpose of this study was to assess the impact of the mathematical model choice, and geometrical variations, in the hemodynamics inside aneurysms. Exhaustive and systematic quantitative and qualitative comparisons were carried out, using both idealized and patient-specific 3D geometries of saccular aneurysms. The differences between using two fluid models, Newtonian and inelastic non-Newtonian (Carreau), steady or pulsatile flow regimes, and distinct boundary conditions at the downstream computational sections, were evaluated. The latter include standard normal stress boundary conditions, as well as the coupling with 1D or 0D reduced models for the cardiovascular system, in the framework of the so-called ' geometrical multiscale approach'. Furthermore, the influence of the presence of side branches was analyzed, by neglecting or including them, either through 3D or reduced models. Overall, the numerical simulations were very sensitive to the modeling and geometrical changes analyzed in this work. Substantial variations in using different geometries were observed. Moreover, in most cases, the differences between the steady and unsteady solutions were more significant than the differences between the two fluid viscosity laws, showing the importance of unsteady simulations. Results demonstrate a remarkable resemblance between considering a wide geometry, with side branches, or a clipped geometry coupled to reduced models at the downstream sections. Even though the 0D model here considered has shown to be not sufficient in accounting for the systemic circulation, it is possible to conclude in some cases of realistic geometries the reduced models can be used to simulate the effects of the side branches. }
Keywords: {pt=Aneurismas cerebrais, dinâmica computacional de fluidos, metodologia de multi-escala geométrica, geometrias idealizadas, geometrias específicas de pacientes, en=Cerebral aneurysms, computational fluid dynamics, geometrical multiscale approach, idealized geometries, patient-specific geometries}

Discussão: fevereiro 2, 2011, 16:0