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Tesi etd-09182013-170107


Thesis type
Tesi di laurea magistrale
Author
FREY, YURI
email address
yurifrey@gmail.com
URN
etd-09182013-170107
Title
Simulazione numerica dell'emodinamica nell'aorta toracica
Struttura
INGEGNERIA CIVILE E INDUSTRIALE
Corso di studi
INGEGNERIA AEROSPAZIALE
Commissione
relatore Prof.ssa Salvetti, Maria Vittoria
relatore Dott. Camarri, Simone
Parole chiave
  • aneurisma
  • emodinamica
  • CFD
  • aorta toracica
Data inizio appello
08/10/2013;
Consultabilità
completa
Riassunto analitico
E' ormai noto che le forze di pressione e di taglio che il sangue esercita alla parete dei vasi sanguigni sono un aspetto fondamentale nello sviluppo di malattie cardiovascolari, tra queste la formazione e la crescita degli aneurismi nel tratto toracico dell'aorta. Un possibile approccio di indagine è quello della fluidodinamica computazionale (CFD), per simulare l'emodinamica e ricavare così le grandezze d'interesse. In questo studio viene fatta una breve presentazione del problema e dello stato dell'arte, in termini di modelli, condizioni al contorno, metodi numerici e algoritmi usati nella simulazione dell'emodinamica nei grandi vasi, in particolare l'aorta. Si riporta quindi una rassegna di alcune ricerche specifiche sull'argomento, nelle quali si indaga l'effetto della viscosità, morfologia della valvola aortica, pressione sanguigna e presenza di aneurismi. Viene effettuata una valutazione delle potenzialità di un codice open-source, OpenFOAM, per la simulazione di questo genere di flusso. Vengono quindi fornite informazioni riguardo al software usato, con una breve descrizione dei solutori e delle condizioni al contorno implementate. Le simulazioni vengono condotte su tre geometrie. La prima consiste in un tubo rettilineo, allo scopo di indagare il comportamento dei solutori e il ruolo dei parametri che entrano in gioco nella simulazione. La seconda è una geometria idealizzata dell'aorta toracica, con la quale si analizza l'influenza del numero di Reynolds e si riesce ad avere un'idea qualitativa del comportamento del flusso; vengono provate due condizioni al contorno: pressione assegnata in uscita e un sistema di pseudo-organi che, attraverso dei mezzi porosi, sono in grado di simulare le diramazioni a valle del dominio computazionale. La terza è una geometria realistica, tratta da scansione CT, dell'aorta toracica con aneurisma; con questa si valutano i profili di velocità e sforzo di taglio alla parete. Nel suo complesso questo studio costituisce una prima fase della messa a punto e validazione di un modello per simulare l'emodinamica dell'aorta toracica, finalizzata a fornire indicazioni sullo sviluppo e crescita degli aneurismi. Vengono analizzate le problematiche numeriche e modellistiche emerse, messe in luce possibili soluzioni, confrontati diversi approcci. Possibili sviluppi futuri riguardano la presa in considerazione dell'interazione fluido-struttura e ulteriori affinamenti delle condizioni al contorno.
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