ANALISIS DE SENSISIBILIDAD EN SIMULACIONES DE ANEURISMAS CEREBRALES ´ CONSIDERANDO INTERACCION FLUIDO ESTRUCTURA

UNIVERSIDAD DE CHILE
´
´
FACULTAD DE CIENCIAS FISICAS
Y MATEMATICAS
´
´ MECANICA
DEPARTAMENTO DE INGENIERIA

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ANALISIS
DE SENSISIBILIDAD EN SIMULACIONES DE ANEURISMAS CEREBRALES
´ FLUIDO ESTRUCTURA
CONSIDERANDO INTERACCION
´
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MEMORIA PARA OPTAR AL TITULO
DE INGENIERO CIVIL MECANICO
´ ALEJANDRO FIGUEROA VENEGAS
HERNAN

PROFESOR GU´IA:
´
ALVARO
VALENCIA MUSALEM
´MIEMBROS DE LA COMISION:
´
ROGER
BUSTAMANTE PLAZA
´ CUEVAS
AMADOR GUZMAN

SANTIAGO DE CHILE
AGOSTO 2008

RESUMEN DE LA MEMORIA
PARA OPTAR AL T´ITULO DE
´
INGENIERO CIVIL MECANICO
´ FIGUEROA V.
POR: HERNAN
FECHA: 25 DE AGOSTO DE 2008
´ SR. ALVARO
´
PROF. GUIA:
VALENCIA M.

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“ANALISIS
DE SENSIBILIDAD EN SIMULACIONES DE ANEURISMAS CEREBRALES
´ FLUIDO ESTRUCTURA”
CONSIDERANDOINTERACCION

El presente trabajo de t´ıtulo forma parte del proyecto FONDECYT Flow Dynamics and Arterial Wall
Interaction in Realistic Cerebral Aneurysm Models. El principal objetivo de este trabajo es optimizar la
metodolog´ıa de simulaci´on de la mec´anica de aneurismas cerebrales desarrollada en trabajos anteriores
([4],[5]) en los siguientes sentidos: crear una metodolog´ıa de reconstrucci´onpara dotar a las geometr´ıas
de espesor variable y cuantificar la sensibilidad de los resultados al variar el modelo constitutivo del material
de la pared arterial, la cantidad de sifones de la vasculatura precedente al aneurisma, la condici´on de salida
del flujo y el espesor de la pared. El primer objetivo se logr´o en colaboraci´on con Rojo [2]. Para cumplir el
segundo objetivo, seseleccion´o uno de los nueve casos reconstruidos en este trabajo de t´ıtulo y se realizaron
tres simulaciones estructurales puras, tres simulaciones CFD puras y cinco simulaciones FSI con el programa
ADINA 8.3.
Mediante las simulaciones se pudo hallar la proporci´on en que difer´ıan los resultados al variar los
par´ametros mec´anicos antes mencionados. Se concluy´o que la utilizaci´on de un modeloel´astico equivalente
sobre un cuerpo de espesor variable es suficientemente buena aproximaci´on para simular la mec´anica de la
pared arterial. Por otro lado, se concluy´o que los resultados fluidodin´amicos est´an fuertemente influenciados
por la creaci´on de flujo secundario producto de la curvatura de la vasculatura precedente al aneurisma. Al
realizar las simulaciones, se debe considerar almenos un sif´on suficientemente curvo en la geometr´ıa.
Los resultados de las simulaciones FSI indican que las diferencias m´as grandes que se producen al variar
cualquier par´ametro se hallan en el s´olido, de hecho los resultados fluidodin´amicos, en su gran mayor´ıa, no
superan el 10 %. Por otro lado, el par´ametro que genera mayor sensibilidad en los resultados es el espesor
de la pared.Esta variable produce diferencias cercanas al 60 % en el s´olido, mientras que la variaci´on de la
condici´on de presi´on o la elasticidad de la pared, tan s´olo producen diferencias del orden del 30 %.
Por lo tanto, se concluye que la simulaci´on m´as precisa desarrollada es la FSI que considera modelo de
pared el´astica Seshaiyer equivalente, presi´on normal a la salida y espesor de paredvariable. En general, bajo
esta metodolog´ıa los esfuerzos y deformaciones son sobreestimados, mientras que el esfuerzo de corte en la
pared es subestimado, lo cual la convierte en una prueba conservadora del riesgo de ruptura.

Agradecimientos

Quisiera partir agradeciendo a las personas que me han apoyado incondicionalmente durante todo el
transcurso de mi vida y a las cuales debo todocuanto soy; mis padres y mi hermana. Gracias por siempre
estar ah´ı conmigo en los buenos y malos momentos, por todo su esfuerzo, cari˜no y ense˜nanzas. Gracias por
su infinito amor.
Agradezco a la persona que ha sido mi compa˜nera, mi mejor amiga y mi polola durante m´as tiempo
de lo que ha durado mi estudio de ingeniero civil mec´anico, a la persona que ha tenido que soportar, gratuitamente a...