Název: Výpočtové modelování interakce proudící krve s trubicí tepny s ateromem
Překlad názvu: Computational modeling of the interaction of flowing blood with the artery tube with the atheroma
Autoři: Freiwald, Michal ; Jagoš, Jiří (oponent) ; Švancara, Pavel (vedoucí práce)
Typ dokumentu: Diplomové práce
Rok: 2021
Jazyk: eng
Nakladatel: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstrakt: [eng] [cze]
Předložená diplomová práce se zabývá interakcí mezi proudící krví a krční tepnou, obsahující aterosklerotický plat, za pomoci konečnoprvkové fluid-structure interaction analýzy. První část práce obsahuje souhrn teoretických poznatků, sestávající z kardiovaskulárního systému, cév, souvisejících konstitutivních modelů, reologie krve a úvodu do teorie proudění. Dále je v práci obsažen stručný souhrn současného poznání výpočtového modelování v této oblasti, s důrazem na strukturní a fluid-structure interaction analýzy v oblasti krční tepny, a na použité konstitutivní modely. Experimentální část se soustředí na tvorbu zjednodušeného modelu krční tepny, obsahující aterosklerotický plat, a na tvorbu odpovídajícího modelu krve. Oba modely poté společně vstupují do fluid-structure interaction analýzy, která si klade za cíl pochopit důsledky pulzujícího toku krve na stěnu tepny a na růst aterosklerotického plátu; primárními zkoumanými veličinami jsou první hlavní napětí na stěně tepny, celková deformace stěny tepny, časově zprůměrovaná hodnota smykového napětí na stěně tepny a oscilační smykový index. Všechny výsledky jsou porovnány napříč několika typy analýz, tak aby bylo možné zhodnotit rozdíly a důsledky zvoleného přístupu. Součástí práce je také zjednodušená parametrická studie, která porovnává vliv rostoucího procenta stenózy na vyhodnocované veličiny. V poslední částí práce jsou zhodnoceny výsledky, její limitace a další možnosti výzkumu v této oblasti. This master’s thesis deals with the interaction between flowing blood and an atherosclerotic carotid artery using a finite element fluid-structure interaction analysis. In the first part, a summarized theoretical background is introduced, consisting of cardiovascular system, blood vessels, corresponding constitutive models, blood rheology, and fluid flow theory. Next, a brief summary of the current state of computational modeling in this area is provided, mainly focusing on structural and fluid-structure interaction analyses, and the types of constitutive models used. Experimental part focuses on the creation of a simplified model of the internal carotid artery with an atherosclerotic plaque, and a corresponding model of blood in this artery. Both models are afterwards used to perform a fluid-structure interaction analysis to understand the consequences of a pulsatile blood flow on the artery wall and atherosclerotic plaque growth; primary characteristics of interest are the first maximum principal stress on the artery wall and its deformation, wall shear stress and its corresponding time-averaged value, and oscillatory shear index. All results are compared across several different analysis types, to assess the differences and impact of a chosen approach. A simplified parametric study is also performed, to determine the impact of the stenosis percentage on resulting characteristics. Lastly, results, limitations of this thesis, and possibilities of further research are discussed.
Klíčová slova: Atherosclerosis; atherosclerotic plaque; computational modeling; finite element method; FSI analysis; internal carotid artery; aterosklerotický plát; Ateroskleróza; FSI analýza; krční tepna; metoda konečných prvků; výpočtové modelování

Instituce: Vysoké učení technické v Brně (web)
Informace o dostupnosti dokumentu: Plný text je dostupný v Digitální knihovně VUT.
Původní záznam: http://hdl.handle.net/11012/198349

Trvalý odkaz NUŠL: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-602563


Záznam je zařazen do těchto sbírek:
Školství > Veřejné vysoké školy > Vysoké učení technické v Brně
Vysokoškolské kvalifikační práce > Diplomové práce