Numerical investigation of nasal airflow: Comparative analysis of before and after surgery states for an obstructed nasal cavity
Nazal hava akışının sayısal yöntemlerle incelemesi: Tıkalı bir burun boşluğunun ameliyat öncesi ve sonrası durumundaki karşılaştırmalı analizi
- Tez No: 847474
- Danışmanlar: PROF. DR. METE KÖKEN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyomühendislik, Bioengineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 246
Özet
İnsan nasal boşluğu vücudün içinde bulunan çok fonksiyonlu ancak karmaşık, türlü ve dinamik bir yapıdır. Bu kaotik nitelikler geleneksel araştırma yöntemlerinin uygulanmasını çetin kılmaktadırlar. Dolayısıyla, solumayla ilgili araştırmalardaki paradigma bilgisayar odaklı nümerik yöntemlere doğru kaymaktadır. Bu tezde, burun tıkanıklığı olan bir kimsenin ameliyat öncesi ve sonrası burun boşluğunda nümerik simulasyonlar gerçekleştirilmektedir. Araştırmada her iki geometri için de aynı debi miktarları kullanılmaktadır: dinlenme anındaki ve çabuk solunum anındaki debi. Dahası, ulaşılabilirliği ve tekrarlanabilirliği artırmak için bu tezde sadece özgür ve açık kaynaklı yazılımlar kullanılmaktadır. Bu yazılımların en önemlisi nümerik denklemleri çözen ve hacimsel ağ oluşturan OpenFOAM'dır. Hava akışındaki türbülans büyük girdaplar çözülerek ve küçük girdaplar WALE metoduyla modellenerek yapılmaktadır. Simülasyon sonuçlarının anlamlandırılması için birçok parametre kontrol edilmektedir: basınç düşüş miktarları, debi miktarları, türbülans kinetik enerji seviyeleri, yerel debi miktarları, lokal duvar kesme gerilim miktarları. Sonuçlara göre, ameliyat sonrası kesit alanları artmasına rağmen, mekanik- ve termo-reseptörlerdeki uyarım azalmayıp daha homojen bir yapıya evrilmektedir. Bu sonuç reseptörlerin daha iyi uyarıldığına ve tıkanıklık hissinin azaldığına işaret etmektedir. Büyük girdap simülasyonundaki ağ yapısının çözünürlüğünün doğrulaması Celik indisleri kullanılarak yapılmaktadır. Benzer bir şekilde, zamanın çözünürlüğü Kolmogorov zaman skalasının ve seçilen zaman adımlarının karşılaştırılmasıyla yapılmaktır. Son olarak, sonuçların kısmi bir validasyonu literatürdeki diğer nazal direnç değerleriyle karşılaştırılak yapılmaktadır.
Özet (Çeviri)
The nasal cavity is a multi-functional but convoluted, diverse, and dynamic structure located within the body. These chaotic characteristics make conducting the traditional research methods challenging. Consequently, the paradigm in breathing-related research shifts towards computer-centric numerical methods. In this thesis, numerical simulations are conducted on a nasal cavity both before and after surgery for an individual with nasal obstruction. The investigation is conducted using identical discharge levels for both geometries, corresponding to restful and quick breathing rates. Furthermore, only free and open-source software are used to enhance availability and reproducibility. The most noteworthy one, OpenFOAM, is employed to solve numerical simulations and generate volumetric meshes. The turbulence in the airflow is simulated by resolving the large eddies and modeling the small ones with the WALE model. Multiple parameters are controlled to interpret the results: pressure drops, discharge rates, nasal resistance values, turbulent kinetic energy levels, localized discharge rates, localized wall shear stress values. The results show that even though the nasal surgery increases cross-sectional areas, stimulation on the mechano- and thermo- receptors does not decrease; instead, it evolves into a homogeneous state throughout the cavity. This result suggests better overall stimulation of receptors; hence, a lesser nasal obstruction feeling. The verification of grid resolution for the LES is performed using Celik indices. Similarly, time resolution is verified by comparing Kolmogorov time scale to the selected time steps. Lastly, the results are partially validated through a comparison of nasal resistance values with the existing literature.
Benzer Tezler
- Milli kütüphanede bulunan müzik konulu kitaplarla ilgili bibliyografya araştırması (1994-2011)
Bi̇bli̇ography study about the books on musi̇c at the nati̇onal li̇brary (1994-2001)
İDRİS ÇAKIROĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
BibliyografyaKırıkkale ÜniversitesiMüzik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖZNUR ÖZTOSUN ÇAYDERE
- Serebral palsi'li çocuklarda su içi egzersizlerin spastisite ve motor fonksiyonlar üzerine etkisi
EFFECTİVENESS OF AQUATİC EXERCİSES ON SPASTİCİTY AND MOTOR FUNCTİONS OF CHİLDREN WİTH CEREBRAL PALSY
SEVDA ADAR
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2013
Fiziksel Tıp ve RehabilitasyonAfyon Kocatepe ÜniversitesiFiziksel Tıp ve Rehabilitasyon Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÜMİT DÜNDAR
- Numerical modeling of the bosphorus exchange flow dynamics
İstanbul Boğazı değişim akımlarının sayısal modellenmesi
ADİL SÖZER
Doktora
İngilizce
2013
Deniz BilimleriOrta Doğu Teknik ÜniversitesiOşinografi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EMİN ÖZSOY
- Kan lekesi tarama testlerinin DNA bütünlüğü üzerine etkileri
Effects of presumptive bloodstain tests on DNA integrity
İPEK ESEN MELEZ
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2011
Adli TıpAdalet BakanlığıAdli Tıp Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUSTAFA ÖZEN
DOÇ. DR. CENGİZ HALUK İNCE
- Metamalzemeler, bakışımsız ortam ve mikrodalga uygulamaları
Metamaterials, chiral media and microwave applications
FURKAN DİNÇER
Doktora
Türkçe
2015
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiMustafa Kemal ÜniversitesiEnformatik Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. EMİN ÜNAL