Daralmış karotis arterdeki kan akışının sayısal olarak incelenmesi
Numerical investigation of the blood flow in atheroscleroticcarotid artery
Yazar: SONGÜL TÜRKYILMAZ
Danışman: PROF. DR. BURHAN ÇUHADAROĞLU
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Bu çalışmada kan damarlarında görülen hastalıklardan biri olan daralmış karotis arterdeki kan akışı sayısal olarak incelenmiştir. Şah damarı olarak da bilinen karotis arterde kan akışı ve bu arterde meydana gelen darlığın hemodinamik parametreler üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Hafif (% 30), orta (% 60) ve şiddetli (% 80) daralma oranlarına sahip
idealleştirilmiş karotis arter geometrilerindeki akış Newtonumsu ve Newtonumsu olmayan akışkan için modellenmiştir. Newtonumsu olmayan akışkan kabulü altında Carreau-Yasuda (CY) modeli kullanılarak her bir geometri için % 30 , % 50, % 70 olmak üzere üç farklı hematokrit (HCT) değerinde simülasyonlar gerçekleştirilmiştir. Newtonumsu ve üç farklı HCT değerindeki Newtonumsu olmayan akışkan için hız vektörleri, akım çizgileri, basınç ve duvar kayma gerilmesi (DKG) dağılımları hesaplanmıştır. Elde edilen bulgular Newtonumsu akışkan durumunda artan daralma oranına bağlı olarak daralmadan sonra geri akış bölgelerinin büyümekte olduğunu, karotis sinüs ile daralma bölgesi arasında basınç farkının arttığını ve daralma boğaz bölgesinde yüksek duvar kayma gerilmesi (DKG) değerlerinin oluştuğunu göstermiştr. Bunun yanısıra Newtonumsu olmayan akışkan durumunda HCT oranı artarken daralmanın görüldüğü bölgede duvar kayma gerilmesinde
de büyük ölçüde artış olduğu görülmüştür. Daralma bölgesinde her bir HCT için yüksek DKG değerleri ve karotis sinüs bölgesinde düşük DKG değerleri görülmüştür. Karotis arterde meydana gelen daralmanın kan akış parametreleri üzerindeki etkilerinin hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) ile hesaplanması hekimlerin bu türden hastalıklara tanı koymasında ve tedavide yararlı olacaktır.

Abstract:
In this study, the atherosclerotic carotid artery disease one of the diseases of blood vessels, is analyzed numerically. The blood flow in carotid artery and the effects of stenosis which occurrs in this artery on hemodynamic parameters are investigated., The flows in idealized carotid artery geometries with mild (% 30), moderate (%60) and severe (% 80)
stenosis are modeled for Newtonian and non-Newtonian fluids. The simulations are carried out for each geometry at three different HCT values of % 30, % 50 and % 70 by the CarreauYasuda (CY) model under the assumption of non-Newtonian fluid. The velocity vectors, streamlines, pressure and wall shear stress (WSS) distributions are determined for Newtonian fluids and non-Newtonian fluids for three different HCT values. The results obtained that the vortex regions enlarge after the stenosis, the pressure difference between the carotid sinus and the stenosis region incrases and the high WSS values occur in the stenosis due to the increased stenosis for the case of Newtonian fluid. Besides, for the case of non-Newtonian fluid, it has been seen that the WSS drastically increases as the HCT ratio increases, in the stenosis region. The high WSS values in the stenosis and the low WSS values in the carotid sinüs region are observed at each HCT. The calculation of the effects of the stenosis which occurrs in the carotid artery on the blood flow parameters by computational fluid dynamics (CFD) may be helpful for physicians in the diagnosis and treatment of the diseases.