Numerical flow analysis in POLVAD-IMPL prosthesis model

• Autorzy: Bujok, W. , Darłak, M. , Jurkojć, D. , Kustosz, R.

Warianty tytułu

PL

Analiza numeryczna przepływu w implantowalne j komorze wspomagania serca POLYAD IMPL

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Numerical analyses of flow properties for POLYAD-IMPL device eąuipped with Medtronic HallTM valves were performed. Steady flow conditions were assumed in all calculations. Analysis concerned the device in fuli filling position, with inlet and outlet valves open and steady determined flow rate was performed. The analysis of inlet angular valve position in the prosthesis connector in full filling state and outlet valve nearly closed was also performed. Mesh sensitivity analysis on calculation results was examined. Comparative analysis of angular valve position in implantable VAD construction, as well as the analysis of the construction itself, showed that it is necessary to modify the geometry due to hazardous fluid stagnation areas in blood chamber volume and irregular outflow from the chamber into the outlet connector. The construction with angular valve position of 90 centigrade (relative to the base) was characterized by the best flow conditions. However advanced analysis showed significant mesh influence on stagnation areas in the chamber. Better detection of stagnation areas was probably reached due to better mesh "resolution" in the wall vicinity. Despite of multi-million element meshes resulting with significant extension of calculation time, performing analyses with different variants of meshes seems to be important. There is a question constantly where is the"good" mesh limit and how to determine, when it is reached.

PL

W ramach jednego z zadań Programu Polskie Sztuczne Serce, opracowano konstrukcję nowej implantowalnej komory wspomagania serca POLYAD-IMPL. Rezultaty prezentowane w artykule, są jednym z etapów realizowanych prac dla opra­cowania nowej konstrukcji komory i dotyczą analizy jednej z wersji opracowywanej komory PÓLVAD IMPL. Analiza numeryczna przepływu ma na celu zbadanie samej konstrukcji oraz wyłonienie potencjalnie niebezpiecznych obszarów, w których może wy krzepiąc krew. Modelowanie numeryczne wspomaga proces projektowy komory POLYAD-IMPL. Symulacje zostały przeprowadzone w warunkach ustalonych dla komory z zastawkami Medtronic HallTM. Analiza została prze­prowadzona dla komory w fazie pełnego napełnienia przy maksymalnym otwarciu zastawek (wlotowej i wylotowej), dla stałego, ustalonego przepływu. Przeprowadzono również analizę ustawienia kątowego zastawki wlotowej w konektorze napływowym komory w pozycji pełnego napełnienia z domknięta zastawką wylotową. Wykonano analizę wrażliwości siatki na wyniki rozwiązania.

Słowa kluczowe

EN

numerical simulation; flow analysis; ventricular assist device; CFD

• Czasopismo: Computer Methods in Materials Science
• Rocznik: 2011
• Tom: Vol. 11, No. 1
• Strony: 202-208
• Opis fizyczny: Bibliogr. 6 poz., rys.

Twórcy

autor

Bujok, W.

autor

Darłak, M.

autor

Jurkojć, D.

autor

Kustosz, R.

• Foundation for Cardiac Surgery Development, Wolności 345a, 41-800 Zabrze, Poland,

Bibliografia

• Bujok, W., Jurkojć, D., Szuber, A., Kustosz, R., 2009, Analysis of the new disc valve construction using numerical flow modeling, Journal of Artificial Organs, 32 (7), 428.
• De Hart, J., Baaijens, F.P.T., Peters G.W.M., Schreurs P.J.G., 2003, A computational fluid-structure interaction analysis of a fiber-reinforced stentless aortic valve, Journal of Biomechanics, 36, 699-712.
• Johnston, B., Johnson, P., Corney, S., Kilpatrick, D., 2004, Non-Newtonian Blood Flow in Human Right Coronary Arteries: Steady State Simulation, Journal of Biomechanics, 37, 709-720.
• Jóźwik, K., Obidowski, D., 2010, Numerical simulations of the blood flow through vertebral arteries, Journal of Biomechanics, 43 (2), 177-185.
• Jóźwik, K., Obidowski, D., Kłosiński, P., 2009, Modifications of an Artificial Ventricle Assisting Heart Operation on the Basis of Numerical Methods, Turbomachinery, 135, 61-68.
• Obidowski, D., Kłosiński, P., Reorowicz, P., Jóźwik, K, 2010, Influence of an Artificial Valve Type on the Flow in the Ventricular Assist Device, Medicon 2010, IFMBE Proceedings, 29,410-413.