Υπολογιστική ανάλυση ροής και μάζης σε αρτηρίες με stent σε φυσιολογικό παλμό και σε ταχυκαρδία
Creators: name: Βασιλαδιώτη, Μαγδαληνή-Ανδρονίκη Βασιλείου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2015
Subjects: Συγκέντρωση LDL
Στεντ
Αρτηρίες
LDL Concentration
Stent
Arteries

description: Η παρούσα Διπλωματική Εργασία διαρθρώνεται σε συνολικά οκτώ κεφάλαια. Στο πρώτο εισαγωγικό κεφάλαιο επεξηγούνται οι έννοιες της Αγγειακής Μηχανικής, της αθηροσκλήρωσης και των stent. Επιπλέον παρουσιάζεται η σπουδαιότητα της Υδραυλικής Μηχανικής στην επίλυση προβλημάτων. Γίνεται αναφορά σε προηγούμενες εργασίες με αντικείμενο τη μεταφορά μάζας (Low Density Lipoprotein, LDL) σε περιβάλλον αρτηριών με stent. Επίσης περιγράφεται ο φυσιολογικός παλμός και ο παλμός κατά την ταχυκαρδία. Τέλος, περιγράφεται η χρησιμότητα της παρούσας εργασίας. Στο Κεφάλαιο 2 αναλύονται οι θεωρίες υπολογισμού κατανομής της LDL και τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα της χρήσης stent. Επιπλέον γίνεται αναφορά σε προηγούμενες εργασίες με αντικείμενο τη μεταφορά LDL σε περιβάλλον αρτηριών με stent.Στο Κεφάλαιο 3 παρουσιάζονται συνοπτικά οι αριθμητικές μέθοδοι της Μηχανικής των Ρευστών. Στο Κεφάλαιο 4 δίνεται η υπολογιστική διαδικασία που ακολουθήθηκε για την επίλυση των προβλημάτων. Πιο αναλυτικά: τρόπος λήψης της γεωμετρίας, το υπολογιστικό δίκτυο καθώς και οι εξισώσεις ροής και οι παραδοχές που χρησιμοποιούνται από την Υπολογιστική Μηχανική Ρευστών. Επίσης περιγράφεται ο καρδιακός κύκλος, οι αρχικές και οριακές συνθήκες του προβλήματος και η μεταφορά LDL στο ενδοθήλιο. Τέλος, παρατίθενται οι υπορουτίνες που χρησιμοποιήθηκαν για την επίλυση του προβλήματος.Στο Κεφάλαιο 5 δίνονται τα αποτελέσματα με την επίλυση του προβλήματος με ασταθή ροή σε φυσιολογικό παλμό. Παρουσιάζεται η κατανομή της μέσης τοιχωματικής διατμητικής τάσης καθώς και του διανύσματος της μέσης τοιχωματικής διατμητικής τάσης. Επίσης, δίνεται η κατανομή του σχετικού δείκτη παραμονής και η συγκέντρωση της λιποπρωτεΐνης LDL στο τοίχωμα. Στο Κεφάλαιο 6 δίνονται τα αποτελέσματα μετά την επίλυση του προβλήματος αυτή τη φορά με ασταθή ροή σε ταχυκαρδία. Παρουσιάζεται η κατανομή της μέσης τοιχωματικής διατμητικής τάσης καθώς και του διανύσματος της μέσης τοιχωματικής διατμητικής τάσης όπως ακριβώς και στην περίπτωση του φυσιολογικού παλμού. Επίσης, δίνεται η κατανομή του σχετικού δείκτη παραμονής και η συγκέντρωση της λιποπρωτεΐνης LDL στο τοίχωμα. Στο Κεφάλαιο 7 γίνεται μια συγκριτική παρουσίαση και ανάλυση των αποτελεσμάτων στις δυο περιπτώσεις ροής, σε φυσιολογικό παλμό και σε ταχυκαρδία. Ειδικά, αναλύονται οι κατανομές της μέσης τοιχωματικής διατμητικής τάσης καθώς και του διανύσματος της μέσης τοιχωματικής διατμητικής τάσης. Επίσης, αναλύονται οι κατανομές του σχετικού δείκτη παραμονής και οι συγκεντρώσεις της λιποπρωτεΐνης LDL στο τοίχωμα. Τέλος, στο Κεφάλαιο 8 παρατίθενται τα συμπεράσματα που προέκυψαν από την ανάλυση των παραπάνω αποτελεσμάτων.
description: the current work is consisted of eight chapters in total. In the first introductory chapter the concept of vascular dynamics is explained, the concept of atherosis and the concept of stent. Moreover the importance of hydraulic engineering in problem solving is presented. Reference is made to previews works with main subject the mass transport (Low Density Lipoprotein, LDL) in stented vascular environment. Additionally the normal pulse and the pulse during exercise are described. Finally the importance of the current work is described. In chapter 2 the theories, based on which the LDL distribution is calculated, are analyzed and the advantages and disadvantages of using stents. Moreover it is made reference to previews works with main subjects the LDL transport in stented vascular environment. In chapter 3 the numerical methods of fluid dynamic are presented in brief. In chapter 4 the computational procedure that was followed in order for the results to be derived is given. More specifically, the way of extracting the geometry, the computational grids, the flow equations and the assumptions used by computational fluid dynamics are given. Moreover the cardiac pulse is described, the initial and boundary conditions and the LDL transport in the endothelium. Finally the User Defined Functions (UDFs) that were used are given. In chapter 5 the results of the problem with transient flow during normal pulse are given. The distribution of the Average shear wall stress and the Average shear wall stress vector is presented. Moreover the distribution of the relative residence time and the LDL concentration are given. In chapter 6 the results after the problem solving for transient flow during exercise are given. The distribution of average wall shear stress as well as the distribution of average wall shear stress vector is presented, as they were for the case of normal pulse. Moreover the distribution of the relative residence time and the LDL concentration of the vascular wall are given. In chapter 7 the comparison and analysis of the results in both cases of blood flow (normal and during exercise) is taking place. Specifically the distributions of average wall shear stress and average wall shear stress vector are analyzed. Additionally the distributions of relative residence time and LDL concentration on the vascular wall are analyzed. Finally in chapter 8 the conclusions that occurred from the above analysis are given.