CFD analýza proudového pole v bifurkaci a zhodnocení rizika vzniku aterosklerózy

Abstract

Práce se zabývá numerickou simulací proudění krve v oblasti bifurkace karotidy, která je častým místem vzniku aterosklerózy. Pomocí výpočtové dynamiky tekutin (CFD) byl analyzován vliv geometrie cévy, rychlosti proudění a smykového napětí na stěně (WSS) na charakter proudění v této oblasti. Pro určení okrajových podmínek pro výpočty byl využit článek Minea Motomiyi a Takeshiho Karina Flow Patterns in the Human Carotid Artery Bifurcation. Po vytvoření 3D modelu karotidy v původním fyziologickém stavu byla provedena analýza sítí a následně na nejlepší z pěti sítí proběhlo osm výpočtů. Na těchto bylo sledováno rozložení: rychlostí, tlakových polí a WSS. Ve výstupu práce byla diskutována proudnicová pole a možná rizika vzniku aterosklerózy.

This thesis focuses on the numerical simulation of blood flow in the region of carotid bifurcation, which is a common place for an atherosclerosis development. Using computational fluid dynamics (CFD), the influence of vessel geometry, flow velocity, and wall shear stress (WSS) on flow characteristics in this area was analyzed. To define boundary conditions for the simulation, the article Flow Patterns in the Human Carotid Artery Bifurcation by Mineo Motomiya and Takeshi Karino was used as a reference. After creating a 3D model of a healthy carotid artery, a mesh analysis was performed. Out of five generated meshes, the most optimal one was selected, and eight simulations were subsequently carried out. These simulations were used to evaluate the distribution of velocity, pressure fields, and WSS. Lastly, the streamlines and the risks of atherosclerosis development are discussed.