Título

    ANÁLISE REOLÓGICA DO ESCOAMENTO SANGUÍNEO NA BIFURCAÇÃO DA ARTÉRIA CARÓTIDA COM USO DO OPENFOAM

Orientador(a)

    Profª. Raquel Jahara Lobosco

    Prof. Guilherme Barbosa Lopes Júnior (Coorientador)

Resumo

    A hemodinâmica é uma área de estudo multidisciplinar de extrema importância, que, com o auxílio do CFD (Computational Fluid Dynamics) pode vir a desempenhar um papel fundamental para diagnóstico e tratamentos de doenças cardiovasculares como trombose e aterosclerose. A artéria carótida, responsável por distribuir o sangue para a cabeça e o pescoço, é uma das principais afetadas por estas patologias, principalmente o seio carotídeo, situado na carótida interna. O modelo utilizado nesse trabalho foi baseado nas dimensões médias de diversos angiogramas de adultos e crianças, visto que a fidelidade geométrica é de vital importância para reproduzir as características de um escoamento. A utilização do modelo reológico correto também é determinante, o que aumenta a complexidade desse tipo de estudo, visto que não há consenso sobre o modelo a ser utilizado. Os modelos escolhidos com mais frequência para representar o comportamento não-Newtoniano do sangue são a Lei de Potência, o modelo de Casson e o de Carreau-Yasuda. A hipótese de comportamento Newtoniano é válida apenas em algumas situações específicas. A definição das condições de contorno é de suma importância, portanto este trabalho avalia o impacto de diferentes magnitudes de velocidade na entrada. Também são feitas comparações entre modelos Newtonianos com diferentes viscosidades e diferentes modelos não-Newtonianos. O software utilizado para as simulações é o opensource OpenFOAM, sendo o nonNewtonianIcoFoam o solver escolhido para a hipótese não-Newtoniana e o icoFoam para a hipótese Newtoniana.

Abstract

    Hemodynamics is an extremely important multidisciplinary area of study, and, with assistance of CFD (Computational Fluid Dynamics) can play a fundamental role in diagnosis and treatment of cardiovascular diseases such as thrombosis and atherosclerosis. The carotid artery, responsible for delivering blood to the neck and head, is one of the most affected by these pathologies, in particular the carotid sinus, located on the internal carotid. The model used in this paper is based on the average dimensions of many angiograms performed on children and adults, since geometry fidelity is very important to reproduce flow characteristics. Use of the correct rheological model is also crucial, which raises the complexity of this type of study, as there is no agreement about which model should be used. The most used models to represent blood as a non-Newtonian fluid are the Casson model, Carreau-Yasuda model and Power Law. Moreover, the Newtonian hypothesis is valid only in certain situations. Definition of boundary conditions is very important, so this paper analyzes the impact of more than one value for the inlet velocity boundary condition. We also compared different non-Newtonian models and Newtonian assumptions with different viscosity values. The open-source software OpenFOAM is used for the numerical simulations, the solvers used were nonNewtonianIcoFoam (non-Newtonian assumption) and icoFoam (Newtonian assumption).

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