Large eddy simulation of pressure fluctuations insidestenosed blood vessels towards noninvasive diagnosis ofatherosclerosis
Aterosklerozun girişimsel olmayan tanısı yönündetıkalı kan damarlarındaki basınç dalgalanmalarınınbüyük girdap simülasyonu
- Tez No: 528558
- Danışmanlar: DOÇ. DR. CÜNEYT SERT, DOÇ. DR. YİĞİT YAZICIOĞLU
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2018
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 172
Özet
Ateroskleroz, plağın kan damarı içinde biriktiği, daralttığı ve kan akışını olumsuz yönde etkileyen bir tıkanıklık oluşturduğu bir kardiyovasküler hastalıktır. Daralma nedeniyle, stenoz sonrası bölgede türbülanslı akış meydana gelir ve bu da damar duvarında basınç dalgalanmalarına yol açar. Bu etkileşimin neden olduğu üfürüm, damarı çevreleyen dokulardan yayılır ve deri yüzeyine ulaşır. Tıkalı damarlardan yayılan bu sesler, tıkanıklığın belirtisi olarak değerlendirilir. Bu çalışmada, daralma sonrasında oluşan türbülans kaynaklı duvar basınç dalgalanmalarını ve akustik emisyonu ayrıntılı olarak incelemek için büyük eddy simülasyonları yapılmıştır. Bu simülasyonlarda damar etrafındaki yapılar modellenmemiş, damar duvarı rijit kabul edilerek sadece damar içerisindeki akış çözülmüştür. Simülasyonlar, Newton tipi olan ve Newton tipi olmayan akışkan modelleri kullanılarak, hem atımlı olmayan hem de atımlı akış koşullarında gerçekleştirilmiştir. Stenoz şiddeti ve şekli bu amaç için odaklanılan iki ana parametre olmuştur. Sonuçlar, belirli bir seviyenin altındaki tıkanıklık şiddetlerinin, daralma sonrası bölgede bozulmaya neden olmadığını göstermiştir. Bu seviyenin üzerindeki tıkanıklıklar için, stenoz şiddetinin artması, duvar basınç dalgalanmalarının şiddetini arttıran bir etkiye sahiptir. Eksantrik tıkanıklık morfolojisi, simetrik olanlara göre daha şiddetli dalgalanmalara neden olmuştur. Farklı tıkanıklık şekilleri hem basınç dalgalanmalarının büyüklüğünü hem de bu dalgalanmaların atımlı akış sırasında şiddetli olduğu süreyi etkilemiştir. Maksimum aktivite noktalarındaki duvar basıncı dalgalanma verileri sese dönüştürülmüş ve bu sesler seviyeleri ve biçimleri açısından incelenmiştir. Farklı daralma şiddetine ve şekillerine sahip damarlardan çıkan sesler farklı karakteristiklere sahip olduğundan, tıkanıklık hakkında önemli bilgiler sağlayabilirler. Bu nedenle, akustik temelli bir tanı sisteminin geliştirilmesi için, hem tıkanıklık şiddeti hem de şekli dikkate alınmalıdır.
Özet (Çeviri)
Atherosclerosis is a cardiovascular disease, in which plaque builds up inside a blood vessel, narrowing it down and forming a stenosis that adversely affects the flow. Because of the stenosis, turbulent flow occurs at the post-stenotic region, which causes pressure fluctuations on the vessel wall.The resulting murmur propogates through the surrounding tissue and reaches the skin surface. These sounds emitted from the stenosed vessels are evaluated as a sign of stenosis. In this study, large eddy simulations are conducted to investigate the turbulence-induced wall pressure fluctuations and resulting acoustic emission. In these simulations, the structures around the blood vessel are not modeled, the vessel wall is considered as rigid and only the flow inside the blood vessel is solved. Simulations are performed under both non-pulsatile and pulsatile flow conditions by using Newtonian and non-Newtonian fluid models. The two main parameters considered for this purpose are the stenosis severity and shape. The results show that stenosis severity under a certain level does not cause disturbance at the post- stenotic region. For stenoses above this critical level, increasing stenosis severity has an intensifying effect on the wall pressure fluctuations. Eccentric stenosis morphology causes more severe fluctuations than an axisymmetric one. Stenosis shape affects both the magnitude of fluctuations and the duration in which the pressure fluctuations are intense during the pulsatile cycle. Obtained pressure fluctuations are converted into sound and investigated in terms of sound levels and patterns. Sounds emitted from the blood vessels with different stenosis severities and shapes have different sound characteristics, and provide important information about the stenosis. Therefore, both the stenosis severity and shape must be taken into account to develop an acoustic-based diagnostic system.
Benzer Tezler
- Kanat profilleri izler kenarına çentik uygulamasının akış gürültüsüne olan etkisinin hesaplamalı olarak incelenmesi
Investigation of airfoil self noise with trailing edge serrations using computational methods
ÇAĞRI AYDIN
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. UĞUR ORAL ÜNAL
- Numerical noise predicton: Application to radial fans
Sayısal gürültü modellemesi: Radyal fan uygulaması
YILMAZ DOĞAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2007
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. KENAN Y. ŞANLITÜRK
- Çift girişli boşaltmalı bir ramjet yanma odasında yanma kararsızlığının sayısal ve deneysel incelenmesi
Numerical and experimental investigation of combustion instability in a dual inlet dump type ramjet combustor
MEHMET BURAK SOLMAZ
Doktora
Türkçe
2024
Makine MühendisliğiTOBB Ekonomi ve Teknoloji ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SITKI USLU
- Sayısal yöntemler kullanarak sualtı araçlarının hidro ve vibroakustiğinin çözümü ve dijital sonar tasarımı
Hydro and vibroacoustical solution of underwater vehicles using numerical methods and digital sonar design
EMRE GÜNGÖR
Doktora
Türkçe
2018
Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İLYAS BEDİİ ÖZDEMİR
- Dikey dalan sıvı jeti için farklı jet çıkış geometrilerinin havalandırma miktarına etkisinin sayısal olarak incelenmesi
Investigation of the different nozzle geometries for vertical plunging water jet air entrainment with numerical methods
BURAK ALP KARAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMaden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. YAKUP ERHAN BÖKE
DR. ZAFER GEMİCİ