Daralmış karotis atardamarında kan akışının sayısal olarak modellenmesi

Abstract

Sanayi toplumlarında gerek beslenme alışkanlıkları gerekse yaşam koşulları nedeniyle damar tıkanıklıklarından kaynaklanan hastalıklardaki artış, bu konuya gösterilen ilginin ve bu konuda yapılan sayısal, deneysel çalışmaların artmasını sağlamıştır. Bu çalışmada %25-%50 ve %75 daralmalı üç boyutlu karotis atardamarı kesitlerindeki kan akışları kanı Newtonien kabul ederek incelenmiştir. Bu çalışmadaki amaç kanın Newtonien model kabul edilmesiyle ulaşılan kesme gerilmesi değerlerini literatürle karşılaştırmak ve damar kesitlerinde daralmanın olduğu bölgenin girişinden itibaren kesitlerdeki ortalama hız ve ortalama basınçların eksen boyunca konumlara göre değişimlerini görmektir. Böyle bir analiz insan dolaşım sistemindeki kan akışının teorik düzeyde çok daha detaylı anlaşılmasını sağlayacağı gibi aynı zamanda pek çok kardiyovasküler ve biyomedikal cihazın tasarımında da önemli ve gerekli olacaktır.Çalışma sonucunda %25 daralmalı modele ait kesme gerilmesi değeri 0,51 N/m2 bulunmuş ve 0,48 N/m2 olan literatür kesme gerilmesine göre %6,25 bağıl hata hesaplanmıştır. %50 daralmalı modele ait kesme gerilmesi değeri 0,44 N/m2 bulunmuş ve 0,45 N/m2 olan literatür kesme gerilmesine göre yaklaşık %(-2,22) bağıl hata hesaplanmıştır. %75 daralmalı modele ait kesme gerilmesi değeri 0,36 N/m2 bulunmuş ve 0,35 N/m2 olan literatür kesme gerilmesine göre yaklaşık %2,857 bağıl hata hesaplanmıştır.

Increase in diseases caused by vessel cross-area reduction because of both nutrition habits and life conditions in industrial countries, has contributed to increase in both interest for the subject and in numerical and experimental studies on the subject. In this study, blood flows in three dimensional carotid artery cross sections with 25%, 50% and 75% area reductions have been investigated regarding blood as a Newtonien fluid. Purpose of this study is to compare the shear-stress values found by assuming blood as a Newtonien fluid with academic values and to see the changes of average velocities and average pressures along the axis according to the changes of locations beginning from the entrances of reduced cross-section areas. Such an analysis will contribute to understand blood flow in human circulatory system more detailed in theoric aspect; besides it will be important and necessary in design of many cardiovascular and biomedical instruments. As a result of the study shear-stress value of the model with 25% area reduction has been found as 0,51 N/m2 and its relative error has been calculated as 6,25% according to the academic shear-stress value of 0,48 N/m2. Shear stress value of model with 50% area reduction has been found as 044 N/m2 and its relative error has been calculated as approximately (-2,22)% according to the academic shear-stress value of 0,45 N/m2. Shear stress value of model with 75% area reduction has been found as 0,36 N/m2 and its relative error has been calculated as approximately 2,857 % according to the academic shear-stress value of 0,35 N/m2.