Metodologia para análise computacional de escoamento sanguíneo em dispositivos de assistência ventricular

• Autor(a) principal: Lopes Júnior, Guilherme Barbosa
• Data de Publicação: 2016
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18147/tde-21072016-092253/
• topic: Computational hemodynamic; DAV; Hemodinâmica computacional; Hemólise; Hemolysis; Methodology; Metodologia; VAD

O avanço da bioengenharia atual tem sido motivado pela crescente necessidade da humanidade em se buscar formas para amenizar o sofrimento, garantir tempo para um tratamento, melhorar a qualidade de vida ou sanar quadros clínicos de pacientes. Assim, a crescente necessidade de órgãos artificiais impulsiona a área de bioengenharia para que seja dado um suporte no desenvolvimento destes mecanismos. Neste contexto se encontra o presente trabalho. Aqui, apresenta-se uma metodologia numérica para que seja aplicada a desenvolvimento e testes de Dispositivos de Assistência Cardíaca, de forma a otimizar o processo de desenvolvimento e estimar os possíveis problemas inerentes ao seu funcionamento. Compondo a metodologia, uma ampla discussão de cada etapa numérica foi elaborada, contribuindo para uma metodologia flexível para uma ampla variedade de aplicações. A hemólise também foi investigada através dos principais modelos da literatura, bem como foram propostos modelos adaptados para tentar estimar a hemólise verificada experimentalmente. Além das metodologias para cada etapa, uma metodologia geral utilizando Sistemas de Referências Múltiplas (SRM) compõe os resultados, para uma sequência de passos numéricos que possa obter resultados satisfatórios em comparação com resultados de bancada por loop test. Outros resultados encontrados e devidamente discutidos foram inerentes a uma densidade de malha a ser utilizada para que ocorra simulações com independência de malha, na qual uma densidade a partir de 318,43 elementos/mm³ para referenciais não-inerciais é proposta. O mapeamento da turbulência por seis modelos que aplicam a média de Reynolds também é discutido, indicando os melhores modelos a serem empregados para um número de Reynolds relativo (Re*) que relaciona a influência dos contornos nos resultados numéricos obtidos. Além disso, uma nova abordagem por tensão fisiológica é proposta para o cálculo da hemólise, sendo comparada aos modelos clássicos adotados. Os resultados para hemólise indicam um bom ajuste para o novo modelo proposto, bem como indica o correto tratamento de unidades para os modelos tradicionais. Por fim, as análises recaem na melhoria do dispositivo e conclui a metodologia numérica a ser empregada, preenchendo lacunas em cada etapa e determinando uma maneira de análise numérica cujos resultados são confiáveis.