[ca] Els fluxos fisiològics a l'aorta depenen de molts factors, com la naturalesa pulsàtil del flux, les complexes geometries presents al sistema cardiovascular o l'elasticitat de les parets dels vasos sanguinis, entre d'altres. L'estudi d'aquestes dinàmiques és molt important ja que es creu que la turbulència en el flux, o l'impacte que el flux pot tenir en magnituds com la tensió de tall de paret, està relacionat amb el desenvolupament de certes malalties cardiovasculars. Aquesta tesis investiga la dinàmica del flux estacionari i pulsatil a través d'un tub amb una curvatura de 180° en funció del perfil de velocitat d'entrada, servint com a model simplificat del arc aòrtic i entendre el seu impacte en la distribució de la tensió de tall al llarg de la paret. Tres perfils de velocitat diferent que verifiquen el mateix cabal s'han seleccionat: un perfil de velocitat pulsàtil amb valor constant al llarg del diàmetre de la secció transversal del tub, un perfil pulsàtil parabòlic i el perfil de Womersley amb un únic harmònic. S'han realitzat simulacions numèriques directes amb el codi obert Nek5000. S'ha dissenyat una malla adequada que mostra mides típiques de l'aorta ascendent i l'arc aòrtic. Les simulacions s'han executat per a Re=1700, Wo=15 i amplitud d'oscil·lació del flux seleccionat igual a 1. En el cas estacionari, es detecta el creixement d'un parell de vòrtex de Dean fins a un angle de 45° des de l'entrada de la curvatura com a conseqüència del particular increment d'energia cinètica transversal en aquesta zona, que decau en la formació d'un sistema de 8 vòrtex que posteriorment es fusiona i continua evolucionant després de la corba però decaient en intensitat. Un anàlisi comparatiu de l'evolució de la magnitud de la velocitat a la línia central del tub ha revelat que els tres casos pulsàtils presentaven fluctuacions diferents respecte al flux base, sent el cas parabòlic el més irregular a la corba, però aconseguint els tres casos tendències similars avall de la corba. Els càlculs de la distribució de la magnitud de la tensió de tall mitjana de la paret sobre la superfície de la paret del tub han revelat un valor més baix a la paret interior i avall del tub. Al llarg de la corba, el perfil parabòlic mostra el valor més alt de la tensió tallant mitjana de la paret, seguit del cas Womersley i del cas constant. Després de la corba, els valors dels tres casos decauen i acaben oscil·lant al voltant dels mateixos valors. Un màxim en la tensió tallant de paret al voltant de la regió de la curvatura és compartit entre els tres casos, però amb diferent amplitud, la qual cosa podem associar al màxim en l'energia de la secció transversal detectat per al cas constant i provocat pel parell de vòrtexs contrarrotants. Finalment, a diferència dels altres casos, el perfil parabòlic mostra una distribució asimètrica de la tensió de tall de la paret a tota la canonada que indica una possible transició a la turbulència.

[es] Los flujos fisiológicos en la aorta dependen de muchos factores, como la naturaleza pulsátil del flujo, las complejas geometrías presentes en el sistema cardiovascular o la elasticidad de las paredes de los vasos sanguíneos, entre otros. El estudio de estas dinámicas es de gran importancia ya que se cree que la turbulencia en el flujo, o el impacto que el flujo puede tener en magnitudes como la tensión de corte de pared, está relacionado con el desarrollo de ciertas enfermedades cardiovasculares. Esta tesis investiga la dinámica del flujo estacionario y pulsátil a través de un tubo curvado de 180° en función del perfil de velocidad de entrada, sirviendo como modelo simplificado del arco aórtico, para comprender su impacto en la distribución de la tensión de corte de la pared. Se seleccionan tres perfiles de velocidad de entrada diferentes que verifican el mismo caudal: un perfil de velocidad pulsátil con valor constante a lo largo del diámetro de la sección transversal de la tubería, un perfil pulsátil parabólico y el perfil de Womersley con un único armónico. Para ello, se realizaron simulaciones numéricas directas con el código abierto Nek5000. Se diseña una malla adecuada que muestra medidas típicas de la aorta ascendente y el arco aórtico. Las simulaciones se han ejecutado para Re=1700, Wo=15 y amplitud de oscilación del flujo seleccionado igual a 1. En el caso estacionario, se detecta el crecimiento de un par de vórtices Dean hasta un ángulo de 45° desde la entrada de la curvatura como consecuencia del particular incremento de energía cinética transversal en esta zona, que decae en la formación de un sistema de 8 vórtices que posteriormente se fusiona y continúa evolucionando tras la curva pero decayendo en intensidad. Un análisis comparativo de la evolución de la magnitud de la velocidad en la línea central de la tubería reveló que los tres casos pulsátiles presentaban fluctuaciones distintas respecto al flujo base, siendo el caso parabólico el más irregular en la curva, pero alcanzando los tres casos tendencias similares después de la curva. Los cálculos de la distribución de la magnitud del esfuerzo cortante medio de la pared sobre la superficie de la pared de la tubería revelaron un valor más bajo en la pared interior y después de la curvatura. A lo largo de la curvatura, el perfil parabólico muestra el valor más alto de la tensión cortante media de la pared, seguido del caso Womersley y del caso constante. Después de la curva, los valores de los tres casos decaen y terminan oscilando en torno a los mismos valores. Un pico en la tension cortante de pared alrededor de la región de la curvatura es compartido entre los tres casos, pero con diferente amplitud, la cual cosa podemos asociar al pico en la energía de la sección transversal detectado para el caso constante y provocado por el par de vórtices contrarrotantes. Por último, a diferencia de los demás casos, el perfil parabólico muestra una distribución asimétrica de la tensión de corte de la pared en toda la tubería que indica una posible transición a la turbulencia.