Análisis bidimensional de la interacción fluido-estructura en válvulas mecánicas de corazón utilizando técnicas de células autómatas

Resumen

El presente trabajo describe un método computacional para la simulación de flujo de sangre a través de una válvula mecánica de corazón en posición aórtica basado en autómatas celulares. El aporte innovador de esta investigación es que permite considerar, bajo un enfoque Lagrangiano, la interacción dinámica de los elementos móviles de la válvula mecánica con el fluido que pasa a través de ella. Se consideraron los cambios en las propiedades del fluido por efecto de la apertura y cierre de la válvula y los cambios en las condiciones de contorno sólido-líquido en función del tiempo. La investigación describe la alteración producida en el flujo sanguíneo cuando una válvula mecánica de corazón aórtica se introduce en la corriente sanguínea. Se estudiaron y discutieron los patrones de velocidad y esfuerzos cortantes envueltos en el flujo de sangre que pasa por la válvula mecánica. Los resultados que se obtuvieron fueron similares al valor pico de la fase de sístole en el ciclo cardíaco, es decir, regiones de poco flujo recirculando en la cavidad y más marcado a lo largo de la línea central de la válvula con baja velocidad. Los patrones de flujo fueron comparados con resultados experimentales publicados por Lim et al. (1998), obteniendo resultados similares.