[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.

[en] Physiological flows in the aorta depend on a lot of factors including the pulsatile nature of the flow, the complex geometries present or the elasticity of the vessels walls among others. The study of these dynamics is of great importance as turbulence in the flow, or the impact that the flow may have on magnitudes like the wall shear stress, is thought to be linked to the development of certain cardiovascular diseases. This thesis investigates the dynamics of steady and pulsatile flow through a 180° bent pipe depending on the inlet velocity profile conditions, serving as a simplified model of the aortic arch, to understand its impact on wall shear stress distribution. Three different velocity inlet profiles verifying the same flow rate are selected: a pulsatile velocity with constant value across the diameter of the cross-section of the pipe, a parabolic pulsatile profile and the Womersley profile with a single harmonic. To do so, direct numerical simulations were performed with the open-source code Nek5000. An adequate mesh is designed displaying typical measurements of the ascending aorta and aortic arch. The simulations were run for Re=1700, Wo=15 and amplitude of oscillation of the selected flow rate equal to 1. In the steady case, the growth of a pair of Dean vortices until an angle of 45° from the curvature entrance is detected as a consequence of the particular increase of cross-sectional kinetic energy in this area, which decays into the formation of a system of 8 vortices that later merges and continues evolving after the bend. A comparative analysis of the velocity magnitude evolution in the centerline of the pipe revealed that the three pulsatile cases exhibited distinct fluctuations from the base flow, the parabolic case being the most irregular in the bend, but the three cases achieving similar tendencies downstream the bend. Computations of the distribution of average wall shear stress magnitude over the pipe's wall surface revealed a lower value at the inner wall and downstream the pipe. Along the bend, the parabolic profile shows the highest value of average wall shear stress, followed by the Womersley case and the constant case. After the bend, the three cases values decay and finish oscillating around the same values. A peak in wall shear stress around the region of the curvature is shared between the three cases, but with differing amplitude, that we can associate to the peak in cross-sectional energy detected for the steady case and provoked by the pair of counter-rotating vortices. Finally, contrarily to the other cases, the parabolic profile displays an asymmetric distribution of wall shear stress over the entire pipe that indicates a possible transition to turbulence.