Análise numérica de uma artéria cerebral no ANSYS

Abstract

Nesta última década as artérias cerebrais foram fonte de diversas pesquisas, muitas das quais tem as estudado, a partir da perspectiva de um engenheiro, doenças extremamente complexas como aneurismas por exemplo. A principal abordagem utilizada são as simulações numéricas, nelas geralmente se escolhe ou o sangue ou as artérias como foco principal do estudo, poucos são aqueles que estudam ambos e menos ainda aqueles que estudam ambos sem fazer utilizar hipóteses simplificadoras relativas ao comportamento desses dois materiais. Neste trabalho tentou-se evita-las, assim cada material foi modelado de forma a se aproximar de seu comportamento real, as artérias cerebrais foram consideradas como uma estrutura hiperelástica sob uma interação fluido-estrutura com o sangue, um fluido não newtoniano. O método de acoplamento utilizado foi o método 2-ways e com ele foi possível a observação de comportamentos estruturais das artérias, que sugerem uma melhor discussão sobre modos de falha da artéria e a função de cada túnica arterial.

In the last decade the brain arteries were a source of many researches, they try to study from an engineering perspective very difficult diseases such as aneurysm. They usually choose either the blood or the artery to study, but few study both without some bigger considerations like considering blood Newtonian or the structure elastic. This study tries to give a different light to those by trying to study the nature of a brain artery. For that the behavior of the brain arteries were treated as a Fluid-Structure Interaction problem and for that was used a 2-way coupling method between a non-Newtonian fluid and an isotropic hyperelastic structure. With this approach some conclusion about the nature of brain arteries, and arteries in general maybe, could be made. Those conclusions could lead to some new reflections about failure mode of arteries and the function of each layer of an artery.