Efecto del radio de redondeo de la carina en el desarrollo del flujo a través de un modelo sintético de vías respiratorias

• Autores: Andrés Espinosa Moreno, Carlos Alberto Duque Daza
• Localización: Revista UIS Ingenierías, ISSN-e 2145-8456, ISSN 1657-4583, Vol. 17, Nº. 2, 2018 (Ejemplar dedicado a: Revista UIS Ingenierías), págs. 215-222
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Effect of rounding radius of the carina on the development of the flow within a synthetic model of lower human airways
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• Resumen
  • español

    El efecto del radio de redondeo de la carina durante el proceso de inhalación es explorado numéricamente mediante simulaciones computacionales basadas en un modelo sintético de vías respiratorias. Las geometrías son parametrizadas en términos de la curvatura adimensional de carina. En el presente estudio se exploraron dos números de Reynolds en régimen laminar. Los resultados obtenidos muestran que la variación de este parámetro fisiológico afecta la magnitud y distribución de los esfuerzos cortantes de pared, así como el comportamiento de las estructuras vorticales observadas en el flujo secundario. Este parámetro afecta también, aunque en menor medida, las caídas de presión a través de las ramificaciones. Igualmente se discuten algunos efectos producidos por la variación de dicha curvatura sobre aspectos fisiológicos del proceso de respiración. Finalmente, se hace una breve reflexión acerca de las ventajas del uso de técnicas de simulación computacional CFD para el estudio de fenómenos asociados a biofluidos.

  • English

    The effect of the rounding radius of the Carina, during inhalation stage for the respiration process, was explored numerically through computational simulations based on a synthetic model of human airways. The geometries were parameterized in terms of the dimensionless curvature of carina. In the present study two Reynolds numbers were explored in laminar flow regime. The results show that the variation of this physiological parameter affects the magnitude and distribution of the wall shear stresses, as well as the behaviour of vortical structures observed in the secondary flow. This parameter also affects, although to a lesser extent, the pressure drops across the branches. The effects produced by the variation of this curvature on physiological aspects of the breathing process are analyzed. Finally, a brief discussion about the advantages of the use of CFD simulation techniques for the study of phenomena associated to biofluids is presented.