Implementacija teorije rasta i promjene strukture aorte u paket za konačne elemente

Horvat, Nino (2015) Implementacija teorije rasta i promjene strukture aorte u paket za konačne elemente. = Numerical implementation of G&R theory in the finite element software. Master's thesis (Bologna) , Sveučilište u Zagrebu, Fakultet strojarstva i brodogradnje, UNSPECIFIED. Mentor: Karšaj, Igor.

[img]
Preview
Text
Horvat_2015_diplomski.pdf - Published Version Jezik dokumenta:Croatian

Download (5MB) | Preview

Abstract (Croatian)

Aorta je početna i najveća arterija u ljudskom tijelu koja kisikom bogatu krv iz srca odvodi u sve dijelove tijela. Stijenka aorte sastoji se od više slojeva; uobičajena podjela je na tri sloja: intimu, mediju i adventiciju. Svaki od tih slojeva ima drugačiju raspodjelu stanica i međustaničnih proteina. Pri numeričkom modeliranju aorte potrebno je opisati promjenu strukture i mase stijenke. Maseni udjeli strukturalno bitnih dijelova aorte mijenjaju se s obzirom na položaj i tijekom vremena. Razvijeni numerički model rasta i restrukturiranja aorte (G&R) uzima u obzir mehaničke utjecaje (opterećenje) te biokemijske utjecaje kao što su razgradnja strukturalno bitnih dijelova aorte te djelovanje aktivnih molekula. Pri modeliranju se opisuje ponašanje samo mehanički bitnih dijelova aorte te se koristi teorija spregnutih smjesa prema kojoj su konstituenti ograničeni na zajedničko gibanje, ali svaki od njih može posjedovati vlastito stanje naprezanja. U odnosu na dosadašnje 1D modele, implementacijom numeričkog modela aorte unutar paketa za analizu konačnim elementima napravljeno je proširenje problema na opću 3D geometriju. U sklopu ovog rada u postojeći kod programskog paketa FEAP, s ciljem dodatnog povećanja točnosti, ugrađen je aktivni doprinos mišićnih stanica ukupnom naprezanju. Analiziran je utjecaj dodatnog aktivnog dijela mišićnih stanica na promjenu geometrije te promjenu mase konstituenata stijenke. Dobiveni rezultati simulacija uspoređeni su s postojećim rezultatima dobivenim preko semi-analitičke metode u programskom paketu Matlab. Na kraju je napravljena simulacija složenije 3D geometrije u kojoj se pokušalo simulirati nastanak aneurizme abdominalne aorte.

Abstract

Aorta is the largest artery in human body; it transfers oxygen rich blood to the rest of the body. Aortic wall consist of three distinct layers: intima, media and adventitia. Each of these layers has different distribution of cells and intracellular proteins. In numerical modeling of aorta it is necessary to describe changes in wall mass and structure. Mass fractions of structurally important components change with regard to location, and over time. Developed numerical model of arterial growth and remodeling (G&R) takes into account mechanical load and biochemical effects such as degradation of structurally important components and influence of active molecules. Only mechanically important components of aorta are modeled using constraint mixture theory according to which components are bound to move together, however, each of them bear have different stress. Compared to the previous 1D models, implementation of the numerical model into a finite element software FEAP will allow use of the model on an arbitrary 3D geometry. In this thesis, active part of the smooth muscle cell is implemented in the FEAP software to improve accuracy of the numerical model. Analyses were made to determine influence of smooth muscle active part on changes in aortic geometry and components mass. Results were also compared with ones obtained by semi-analytical method in Matlab. In the end analysis of more complex 3D geometry was made in attempt to simulate abdominal aortic aneurysms formation.

Item Type: Thesis (Master's thesis (Bologna))
Uncontrolled Keywords: mehanika kontinuuma; aorta; mišićne stanice; metoda konačnih elemenata
Keywords (Croatian): continuum mechanics; aorta; smooth muscle cells; finite element method
Subjects: TECHNICAL SCIENCE > Mechanical Engineering
Divisions: 200 Department of Engineering Mechanics > 210 Chair of Mechanics and Strength of Materials
Date Deposited: 26 Nov 2015 15:13
Last Modified: 26 Nov 2015 15:13
URI: http://repozitorij.fsb.hr/id/eprint/4920

Actions (login required)

View Item View Item

Downloads

Downloads per month over past year

Nema podataka za dohvacanje citata