Estudio numérico de diferentes modelos de pared en aneurismas cerebrales

Abstract

En el presente trabajo de título se estudia el comportamiento de aneurismas cerebrales, el cual es una patología provocada por el debilitamiento de las paredes en los vasos sanguíneos generando un estiramiento de la estructura con riesgo de ruptura. El objetivo principal de este trabajo consiste en el estudio comparativo a través de simulaciones computacionales FSI (Fluid Solid Interaction) con acople completo de 4 modelos de pared arteriales, 3 hiperlasticos (Valencia, Toth, Costalat) y uno elástico (Valencia Lineal), en 2 geometrías con aneurismas del tipo lateral y 2 terminales. Las variables estudiadas son la presión, los WSS (esfuerzos de corte), deformación y esfuerzos de Von Mises. Para esto se utiliza los software comerciales Ansys-Fluent y Ansys-Estructural. Los principales resultados mostraron que el modelo de Toth y Valencia Lineal tienen un comportamiento muy similar para las variables de estudio, mientras que Costalat y Valencia tienden a parecerse en menor medida. Con respecto a la presión, no se encontraron grandes diferencias entre los autores, comportándose de forma muy similar entre todos, tanto en magnitud como en comportamiento. La concentración de WSS se ubican en las mismas zonas para los 4 autores, difiriendo en magnitud, siendo Costalat el con mayores valores y Toth el con menores. Además, se observa que en las geometrías saculares estos tienden a concentrarse en el sector del cuello, mientras en los terminales a las salidos de los aneurismas. Las mayores deformaciones para todos los autores son siempre en el sector de los aneurismas, cambiando en magnitud para los diferentes modelos. Se obtiene que Toth es el autor con mayores deformaciones en promedio y Costalat el de menores. También se observa que los aneurismas laterales tienen en promedio un 55\% más de deformación que los terminales. Los esfuerzos de Von Mises son los que presentan mayores diferencias entre los autores, llegando incluso a valores de un 40\% entre ellos para los esfuerzos máximos, aunque ninguno supera los limites de ruptura. Costalat es el de mayores valores, mientras Toth el de menores. No se encuentran diferencias significativas entre las distintas geometrías. Por otro lado, se estudia el comportamiento de las simulaciones en general al dejar la pared rígida y con simulaciones FSI con acople en una dirección entre los programas. Resultando que tanto los WSS como los esfuerzos de Von Mises difieren significativamente en comparación a la simulación FSI con acople total. Finalmente, se concluye que para las variables de deformación, WSS y esfuerzos de Von Mises los distintos modelos de pared presentan comportamientos distintos para las simulaciones, mientras que para la presión no hay mayores diferencias.