Three layer mathematical modelling of an elastic artery without and with aneurysm to predict the behavior
Bir beyin damarının 3 tabaklı matematiksel modellemesi ve normal ve anevrizma oluşmuş gerilme çözümlemesi
- Tez No: 416494
- Danışmanlar: PROF. DR. MEHMET ZÜLFÜ AŞIK, PROF. DR. SERDAR GEYİK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyomühendislik, Bioengineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2015
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 157
Özet
Beyinsel veya kafatası içi anevrizması atardamar duvarının zayıflaması ve/veya incelmesi sonucunda oluşan odaksal ve kalıcı şişmeyle ortaya çıkan serebrovasküler bir hastalıktır. Torbasal kafatası içi anevrizması gelişiminde yırtılma son aşama olup genellikle ölümcüldür. Anevrizmanın doğal süreci karmaşık mekanik ve fizyolojik olaylar sonucunda oluşmaktadır. Ancak bu durum atardamarın duvarının bileşimini ve gücünü yitirmesine sebep olmasına rağmen, anevrizmaya bağlı yırtılma atardamar içerisinde vuruşsal akışın oluşturduğu gerilmeye dayanımın azalmasından kaynaklanmaktadır. Bu çalışmada, iki boyutlu atardamar duvarı sayısal sonlu elemanlar çözümleme yöntemiyle modellenmiştir. Modelleme sonlu elemanlar çözümlemesi, doğrusal elastik, izotropik, homojen ve viskoz olmayan malzeme özelliklerinin sabit basınç altında sağlıklı ve kesemsi anevrizma durumlarına uygulanmasıyla yapılmıştır. Kesemsi anevrizma duvarın küçük bir kısmının mekanik özelliklerinin zayıflatılması sonucunda oluşan şişkinliğe basınç uygulanarak oluşturulmuştur. Sonuçlar göstermektedir ki sağlıklı doğrusal damarda, dairesel gerilme en büyük ve en önemli gerilmedir.“Media”katmanı diğer viii kısımlardan daha yüksek gerilme dayanımına sahiptir. Geometrik doğrusal olmayış“media”ve“adventitia”katmanlarında 20% ve“intima”katmanında 60%'dan fazla dairesel gerilmenin artmasına sebep olmaktadır. Yarıçap yönündeki gerilme değişimi ise yok sayılacak kadar azdır. Damar katmanlarından bir veya birden fazlasının hastalıklı oluşu anevrizmanın şekil bozulmasını, duvar kalınlığını ve gerilme dağılımını değiştirebilir. Gerilme miktarını, anevrizmanın duvar kalınlığını, büyüklüğünü ve şeklini tayin edişinden dolayı,“media”katmanı en temel katmandır. Özellikle hastalık durumunda,“adventitia”katmanı gerilme dağılımını etkilemektedir. Ayrıca duvar kalınlığının değişimini“media”ve“intima”katmanlarından daha çok olmaktadır. Duvar kalınlığı ve dairesel gerilme değişimi içeren iki dik eksenli diyagramlar anevrizmanın doğal gelişim sürecini anlamaya daha çok katkıda bulunmaktadır. Bu diyagramlar anevrizmaya bağlı lezyonların yırtılma yatkınlığının genel büyüklükten ziyade iki eksenli streslere bağlı olduğunu göstermektedir.
Özet (Çeviri)
Cerebral or intracranial aneurysm is a cerebrovascular disorder, in which weakening and/or thinning of artery's wall leads to a focal and permanent ballooning on the artery's wall. In natural history or evolution of saccular intracranial aneurysm the rupture is the final phase and it is generally lethal. Although the natural history of aneurysm is complicated combination of mechanical and physiological processes that change the composition and strength of arterial wall, it is obvious that aneurismal rupture is stemmed from failure of the wall's structure to endure the wall's stresses resulting from the pressure applied by pulsatile blood flow. In the present study the two dimensional (2D) arterial wall (plane-strain), including three layers with linear elastic, isotropic, homogeneous, and non-viscous material properties, under constant pressure in lumen was modelled and analyzed numerically by using finite element analysis (FEA) principles in both healthy (linear and geometrical nonlinear) and sac-like aneurismal conditions. The sac-like aneurysm was introduced as bulge in healthy wall through decreasing mechanical properties of wall in its small segment and applying pressure to that weak part. Results demonstrate that in linear healthy artery the circumferential stress is vi maximum principal (due to absence of shear stress) and most significant stress; and the media layer is supporting the higher values of stress than other layers. Geometrical nonlinearity causes about 20% stress increase in media and adventitia layers and more than 60% increase in intima's circumferential stress. However, radial stress changes with respect to nonlinearity are negligible. It is being observed that the deformation (shape), wall thickness and stress distribution of aneurysm vary with respect to the fact that which layer or layers have been considered to be diseased. The media layer is most fundamental layer that dominates value of stresses, wall thickness and even size of sac and thus shape of aneurysm. However, the adventitia is also very effective in stress distribution pattern and it incurs to more severe thickness changes than media and intima, especially when it is diseased. Finally diagrams with two vertical axes, correspond to wall thickness and circumferential stress changes, contributed to better interpretation of data and consequently better understanding of natural history of aneurysm. These diagrams demonstrated that tendency of aneurismal lesions to rupture can be evaluated due to biaxial stresses instead of overall size.
Benzer Tezler
- AVO analizi ile deniz tabanının modellenmesi
Modelling of the sea floor by AVO analysis
NESLİHAN OCAKOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
Jeofizik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiJeofizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. EMİN DEMİRBAĞ
- Konsol kirişlerde büyük sehim oluşumu, tek ve çok katmanlı modelleme
Large deflections of cantilever beams, single and multi layered modelling
FATİH TEMİZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. CEMAL BAYKARA
- Keyfi eğimli zamana göre harmonik bir kuvvetin uygulandığı çok katmanlı plaka-şeritin dinamik davranışının sonlu elemanlar analizi
Finite element analysis for dynamical behavior of a multi-layered plate-strip subjected to an arbitrary inclined time-harmonic force
NUMAN TUĞRUL ERTUĞRUL
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
MatematikKastamonu ÜniversitesiMatematik Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ AHMET DAŞDEMİR
- Zemin-boru etkileşimi ve gömülü rijit borular üzerindeki toprak yükleri ile ilgili karşılaştırmalı bir inceleme
A comparative study on soil-pipe interaction and loads on rigid underground conduits
ERCÜMENT ECE
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGeoteknik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. TUĞRUL ÖZKAN
- Katmanlı elastik yapıların matematiksel modellenmesi ve asimptotik çözüm metodları
Mathematical modeling of layered elastic structures and asymptotic solution methods
YAĞMUR ECE UÇAR
Doktora
Türkçe
2023
MatematikEskişehir Teknik ÜniversitesiMatematik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BARIŞ ERBAŞ