Estudo do escoamento em biomodelos em PDMS de aneurismas intracranianos

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Rodrigues, Diana Filipa Loureiro
Data de Publicação: 2022
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/1822/84284
Resumo: Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Mecânica
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Para tal, foram efetuados estudos experimentais in vitro e numéricos, utilizando para o efeito um modelo idealizado de um aneurisma cerebral, numa escala reduzida de 50%. Quanto à abordagem experimental, inicialmente, foi necessário fabricar os biomodelos, sendo que foram utilizadas duas técnicas, prototipagem rápida e fundição de núcleo perdido. Após o fabrico, os biomodelos foram não só avaliados quanto à sua transparência ótica, mas também foi feita uma análise dimensional dos mesmos. Estes biomodelos demonstraram, ainda, ser adequados para a realização de ensaios experimentais de visualização de fluxo. Numa fase final, para validação dos resultados, foi executada uma análise numérica. Esta análise foi realizada recorrendo ao software Ansys Fluent, utilizando a ferramenta de dinâmica de fluidos computacional (CFD). Por fim, através das análises numérica e experimental, foi possível analisar o comportamento do fluxo no interior do aneurisma, nomeadamente, identificar as zonas de recirculação do fluido. Destas análises constatou-se que, nas zonas de recirculação as velocidades são bastante baixas, quando comparadas com as velocidades de entrada e saída. Observou-se ainda que, com o aumento do caudal, o foco de recirculação aproxima-se, progressivamente, da parede do aneurisma. Verificou-se, também, que a geometria do aneurisma acaba por influenciar o comportamento do fluxo. Em suma, estas características estão, de certa forma, associadas à rutura de um aneurisma intracraniano.An intracranial aneurysm can be defined as a localized dilation of the intracranial arteries. This dilatation translates into a risk of rupture and is one of the main causes of strokes. In this regard, the study of how aneurysms develop and the main factors that lead to their rupture have gained special attention in the scientific community. The main objective of this study was to study the flow inside an aneurysm. For this purpose, in vitro and numerical experimental studies were carried out using an idealized model of a brain aneurysm, at a 50% reduced scale. Regarding the experimental approach, initially, it was necessary to develop and manufacture the biomodels, and two techniques were used for their manufacture, rapid prototyping, and lost core casting. After manufacturing, the biomodels were not only evaluated for their optical transparency, but also a dimensional analysis was made. These biomodels also proved to be suitable for experimental flow visualization tests. In a final stage, to validate the results, a numerical analysis was performed. This analysis was performed using Ansys Fluent software, using the computational fluid dynamics (CFD) tool. Finally, through the two analyses performed, numerical and experimental, it was possible to observe the behavior of the flow inside the aneurysm, namely, to identify the areas of fluid recirculation. From these analyses, it was possible to verify that the recirculation flow characterized by a low velocity, when compared with the inlet and outlet velocities. It was also observed that, with increasing flow rate, the recirculation progressively approaches the aneurysm wall. It was also found that the geometry of the aneurysm ultimately influences the flow behavior. Overall, these characteristics are, to some extent, associated with the rupture of an intracranial aneurysm.Apoio financeiro do projeto EXPL/EME-EME/0732/2021 para a realização da componente experimental desta dissertação, financiado pelo Programa Operacional Regional NORTE 2020 Portugal, ao abrigo do Acordo de Parceria PORTUGAL 2020, através do Fundo Europeu de Desenvolvimento Regional (FEDER) e da Fundação para a Ciência e Tecnologia (FCT).Lima, Rui Alberto Madeira MacedoRibeiro, João Eduardo Pinto CastroUniversidade do MinhoRodrigues, Diana Filipa Loureiro20222022-01-01T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://hdl.handle.net/1822/84284por203260260info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2023-07-21T12:14:37Zoai:repositorium.sdum.uminho.pt:1822/84284Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T19:06:56.837718Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
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