Resumen de Estudio con dinámica de fluidos computacional de las arterias coronarias

Dalinda Ileana Quingatuña Cali, Joselyne Estefania Ramos Peñafiel, Richard Willians Pachacama Choca

• español

  Se estudió por simulación las arterias coronarias con Dinámica de Fluidos Computacional, para la simulación se realizó la construcción y mallado del sistema haciendo uso de los programas SALOME y OpenFOAM. El sistema se construyó a partir de una geometría de tuberías idealizadas, generando cinco  tuberías de las arterias coronarias, una para la derecha y cuatro en la izquierda con trifurcación en 90 grados y bifurcación es 30, 60 y 90 grados; en Dinámica de Fluidos Computacional las ecuaciones de Navier-Stokes utilizan el diferencial parcial en el flujo sanguíneo, la solución de las ecuaciones se obtiene mediante métodos de elementos finitos con volumen finito, utilizando el solucionador icoFoam empleado en flujos incompresibles laminares, la precisión de los modelos computacionales se relacionan con el refinamiento de la malla para una convergencia en los resultados. La simulación se visualizó en ParaView, obteniendo valores de presión y velocidad en diferentes tiempos, la presión tiene un comportamiento similar en todas las geometrías, disminuyendo de manera progresiva con el paso del tiempo, los campos de velocidad son afectados por el cambio de angulación, que según Dinámica de Fluidos se debe a la recirculación del flujo sanguíneo. En conclusión, la presión en las dos arterias coronarias están dentro del rango establecido, las regiones de baja velocidad aumentan con el incremento de la angulación, permitiendo utilizar el sistema en una predicción de datos, por lo tanto, la dinámica de fluidos computacional se puede implementar como una herramienta confiable en la entrega de resultados.

• English

  The coronary arteries were studied by simulation with Computational Fluid Dynamics, for the simulation the construction and meshing of the system was carried out using the SALOME and OpenFOAM programs. The system was built from an idealized piping geometry, generating five coronary artery piping, one to the right and four to the left with bifurcation at 90 degrees and bifurcation at 30, 60 and 90 degrees; in Computational Fluid Dynamics, the Navier-Stokes equations use the partial differential in blood flow, the solution of the equations is obtained by means of finite element methods with finite volume, using the icoFoam solver used in laminar incompressible flows, the precision of the computational models are related to the refinement of the mesh for a convergence in the results. The simulation was visualized in ParaView, obtaining values of pressure and velocity at different times, the pressure has a similar behavior in all geometries, decreasing progressively over time, the velocity fields are affected by the change in angle, which according to Fluid Dynamics is due to the recirculation of blood flow. In conclusion, the pressure in the two coronary arteries is within the established range, the lowvelocity regions increase with increasing angulation, allowing the system to be used in data prediction, therefore, computational fluid dynamics can be implement as a reliable tool in delivering results.

• português

  As artérias coronárias foram estudadas por simulação com Dinâmica de Fluidos Computacional, para a simulação foi realizada a construção e malha do sistema utilizando os programas SALOME e OpenFOAM. O sistema foi construído a partir de uma geometria de tubulação idealizada, gerando cinco tubulações de artéria coronária, uma à direita e quatro à esquerda com bifurcação a 90 graus e bifurcação a 30, 60 e 90 graus; em Dinâmica de Fluidos Computacional, as equações de Navier-Stokes utilizam o diferencial parcial no fluxo sanguíneo, a solução das equações é obtida por meio de métodos de elementos finitos com volume finito, usando o solver icoFoam usado em escoamentos laminares incompressíveis, a precisão do cálculo computacional os modelos estão relacionados ao refinamento da malha para uma convergência nos resultados. A simulação foi visualizada no ParaView, obtendo valores de pressão e velocidade em tempos diferentes, a pressão tem um comportamento semelhante em todas as geometrias, diminuindo progressivamente ao longo do tempo, os campos de velocidade são afetados pela mudança de ângulo, que segundo a Fluid Dynamics é devido à recirculação do fluxo sanguíneo. Em conclusão, a pressão nas duas artérias coronárias está dentro da faixa estabelecida, as regiões de baixa velocidade aumentam com o aumento da angulação, permitindo que o sistema seja utilizado na predição de dados, portanto, a fluidodinâmica computacional pode ser implementada como uma ferramenta confiável na entrega resultados.