Studio numerico di flussi non Newtoniani in un arco aortico

Si è studiata una procedura completamente open source per lo studio CFD del flusso sanguigno a partire da dati TAC, considerando il comportamento non newtoniano del sangue. La prima parte del progetto si è incentrata sulla validazione del codice implementato in Open-FOAM per la modellazione della reologia non Newtoniana secondo la legge di Casson, modello scelto per le proprietà del sangue. Si è riusciti con successo a validare il codice per diversi regimi di moto che vanno dal laminare al turbolento (col modello k-omega SST), ottenendo un buon accordo con le misurazioni sperimentali utilizzate per il confronto. La seconda parte invece prevedeva lo studio di un arco aortico reale, condotto con la collaborazione del Prof. Dott. Davide Pacini e del Dott. Lucio Careddu del Policlinico Sant’Orsola-Malpighi di Bologna, che hanno fornito le immagini TAC del caso studiato. La modellazione delle immagini TAC mediante ITK-SNAP e Meshlab ha permesso di produrre una superficie con una qualità sufficiente per poter essere utilizzata nel processo di generazione della griglia di calcolo mediante cfMesh. Ottenuta la mesh, si è passati a simularne il comportamento mediante Open-FOAM. Lo studio è stato impostato utilizzando curve reali di pressione e flusso volumetrico. Sono stati condotti due studi con due set di condizioni al contorno (Casi) diversi, per studiare la stabilità del codice e la sua capacità di sopperire alla mancanza di dati. Ogni Caso è stato poi analizzato con tre modelli fluidodinamici: modello laminare, modello k-kl-omega e modello k-omega SSTLM. Per tutti gli studi è stato condotto uno studio stazionario, considerando le pareti come perfettamente rigide (complianza trascurabile). I risultati ottenuti mostrano per ogni caso un ottimo accordo tra i vari modelli, confermando la validità delle ipotesi fatte. Inoltre i valori di flusso volumetrico calcolati sono in accordo con i dati sperimentali utilizzati, suggerendo la corretta conduzione delle analisi fatte.