Simulação numérica da clipagem arterial utilizando interação fluido-estrutura através do método de elementos finitos

Abstract

A Bioengenharia está cada vez mais presente em todo o mundo. Ela estuda problemas que tenham dificuldades em análise experimental em laboratório. Este trabalho determina a força exercida por um grampo cirúrgico quando o mesmo é aplicado em determinada região Arterial a fim de ocluir o fluxo sanguíneo. Esta força foi medida utilizado uma simulação computacional. Duas áreas foram consideradas: uma representando a parede Arterial e a outra, representando o sangue. Esta simulação realizou-se em regime de acoplamento entre os dois domínios utilizando interação fluido-estrutura. A modelagem foi feita considerando dois domínios distintos: estrutura e fluido. O fluido é considerado incompressível e Newtoniano e é governado pelas equações de Navier-Stokes. As paredes da estrutura são modeladas a partir da Lei de Hooke. A solução numérica calcula: os campos de pressão e velocidade do fluido, campo de deslocamento da estrutura e a força aplicada pelo grampo para que ocorra a obstrução do fluxo sanguíneo naquele local

The Bioengineering is increasingly present in the fields of scientific research throughout the world. It studies problems that have difficulty in experimental analysis in the laboratory. This work measures the force exerted by a surgical clip when it is applied in a given region Arterial to occlude blood flow. This force was measured using a computational simulation. It was modeled two cylinders, one representing the arterial wall and the other in this first, representing the blood. This simulation was carried out under the coupling between the two domains using fluid-structure interaction. Modeling was done in three-dimensions, considering two distinct areas: one as structure and other as fluid. The fluid was considered incompressible and Newtonian. It is governed by the Navier-Stokes equations. The walls of the structure were modeled from the Hooke's Law. The numerical solution calculate: pressure fields, and fluid velocity, displacement field of the structure and the force applied by the clip for the occurrence of obstruction of blood flow there