Investigation of fluid structure interaction in cardiovascular system from diagnostic and pathological perspective
Dolaşım sistemindeki kan akışı ile damarlar arasındaki etkileşimlerin patolojik ve tanısal yönlerden incelenmesi
- Tez No: 318935
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. CÜNEYT SERT, YRD. DOÇ. DR. YİĞİT YAZICIOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2012
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 127
Özet
Ateroskleroz, atardamarda oluşan anormal bir daralma sebebiyle kan akışını olumsuz etkileyen bir dolaşım sistemi hastalığıdır. Kan damarındaki daralma nedeniyle, akış düzensizleşerek akış yönünde bir püskürme ve devridaim bölgesi oluşur. Kan damarının iç duvarı üzerinde dinamik basınç dalgalanmaları damar yapısının titreşmesine yol açar ve oluşan akustik enerji damarı çevreleyen doku yoluyla deriye kadar yayılır ve deride tesbit edilebilir. Kan akışı ve tıkanık damar etkileşimi ile yayılan akustik enerji tanı koymak açısından değerli bilgiler taşır. Bu çalışmada kan akışı ince silindirik bir tıkanık damar yapısı ile birlikte ADİNA sonlu elemanlar programı kullanılarak modellenmiştir. Akış modeli için sıkıştırılamaz ve Newton kanununa uyumlu bir akışkan düşünülmüştür. Akışkan modeli için oda sıcaklığındaki suyun fiziksel özellikleri kullanılmıştır. Modellenen damar yapısının çapı 6.4 mm olarak oluşturulmuş ve tıkanıklık bölgesinde akış alanı %87 daraltılmıştır. Akış simülasyonları Reynolds sayıları 1000 ve 2000 için incelenmiştir. Problem 3 bölümde ele alınmıştır. Bunlar rijit damar duvarı ile hesaplamalı akışkanlar dinamiği çözümü, sıvı dolu silindirik yapıdaki damarın yapısal analizi ve sıvı akışı ve esnek damar yapısının katı-sıvı etkileşimi ile çözümleridir. Basınç dalgalanmaları ve damar duvarı titreşimlerinin birkaç yüz Hz aralığındaki katı-sıvı etkileşimi içeriği görüntülenmiştir. Maksimum dinamik basınç ve titreşim genlikleri darlık çıkışının yakınında gözlenmiştir ve genliklerin akış yönü boyunca giderek düştüğü görülmüştür. Elde edilen sayısal sonuçlar, literatürdeki ilgili çalışmaların sonuçları ile karşılaştırılmıştır ve ADİNA programının yüksek frekanslı basınç dalgalanmaları ve titreşim hareketleri içeren bu tür problemlerde modelleme için kullanılabileceği sonucuna varılmıştır.
Özet (Çeviri)
Atherosclerosis is a disease of the cardiovascular system where a stenosis may develop in an artery which is an abnormal narrowing in the blood vessel that adversely affects the blood flow. Due to the constriction of the blood vessel, the flow is disturbed, forming a jet and recirculation downstream of the stenosis. Dynamic pressure fluctuations on the inner wall of the blood vessel leads to the vibration of the vessel structure and acoustic energy is propagated through the surrounding tissue that can be detected on the skin surface. Acoustic energy radiating from the interaction of blood flow and stenotic blood vessel carries valuable information from a diagnostic perspective. In this study, a constricted blood flow is modeled by using ADINA finite element analysis software together with the blood vessel in the form of a thin cylindrical shell with an idealized blunt constriction. The flow is considered as incompressible and Newtonian. Water properties at indoor temperature are used for the fluid model. The diameter of the modeled vessel is 6.4 mm with 87% area reduction at the throat of the stenosis. The flow is investigated for Reynolds numbers 1000 and 2000. The problem is handled in three parts which are rigid wall Computational Fluid Dynamics (CFD) solution, structural analysis of fluid filled cylindrical shell, and Fluid Structure Interaction (FSI) solutions of fluid flow and vessel structure. The pressure fluctuations and consequential vessel wall vibrations display broadband spectral content over a range of several hundred Hz with strong fluid-structural coupling. Maximum dynamic pressure and vibration amplitudes are observed around the reattachment point of the flow near the exit of the stenosis and this effect gradually decreases along downstream of flow. Results obtained by the numerical simulations are compared with relevant studies in the literature and it is concluded that ADINA can be used to investigate these types of problems involving high frequency pressure fluctuations of the fluid and the resulting vibratory motion of the surrounding blood vessel structure.
Benzer Tezler
- Aort kapağı kan akımının katı-sıvı etkileşim yöntemiyle sayısal incelenmesi
Numerical investigation of the aortic valve blood flow using fluid-structure approach
ARMİN AMİNDARİ
Doktora
Türkçe
2022
Biyomühendislikİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KADİR KIRKKÖPRÜ
- Investigation of biological flows through particle image velocimetry (PIV) combined with several imaging techniques
Parçacık görüntülemeli hız ölçümü (PIV) ve farklı görüntüleme yöntemlerinin birleştirilerek biyolojik akışların incelenmesi
FAZIL EMRE USLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Bilim ve TeknolojiKoç ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. KEREM PEKKAN
- A numerical approach for predicting hemodynamic characteristics of 3D aorta geometry under pulsatile turbulent blood flow conditions using fluid-structure interaction
Sıvı-yapı etkileşimini kullanarak pulsatil türbülanslı kan akışı koşullarında 3B aort geometrisinin hemodinamik karakteristiklerini öngörmek için sayısal bir yaklaşım
AHMET SAAT
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
BiyomühendislikBoğaziçi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SALİM KUNT ATALIK
- Over kanserinde kullanılmak üzere lhrh reseptör hedefli peg-plga-pga triblok sisplatin içeren polimerik misellerin hazırlanması ve oral yolla kullanım olanaklarının in vitro/ ex vivo / in vivo araştırmaları
Preparation of lhrh receptor targeted cisplatin containing peg-plga-pga triblock polymeric micelles for use in ovarian cancer and investigation the possibilities in oral administration with in vitro/ex vivo/in vivo studies
İRFAN AKARTAŞ
Doktora
Türkçe
2017
Eczacılık ve FarmakolojiEge ÜniversitesiFarmasötik Teknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HATİCE YEŞİM KARASULU
- Aort anevrizmalarının hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) kullanılarak hemodinamik açıdan incelenmesi
Investigation of aortic aneurysms by using computational fluid dynamics (CFD) in terms of hemodynamics
GÖKHAN CANBOLAT
Doktora
Türkçe
2022
Makine MühendisliğiIsparta Uygulamalı Bilimler ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MURAT KORU