Alumno investigador: Alberto Pozo Álvarez

Estudios: Máster en Ingeniería Industrial. Escuela de Ingenierías Industriales. Departamento de Ingeniería Energética y Fluidomecánica

Profesor/tutor: Francisco Castro Ruiz

Resumen del proyecto:

Este proyecto se enmarca en el estudio del flujo alrededor de uno de los alambres de un stent en un modelo de bifurcación de arteria coronaria. El estudio del flujo resultante de la colocación de un stent en un modelo de bifurcación ya ha sido abordado en otros trabajos. Un estudio pormenorizado del flujo alrededor de todos los alambres de un stent sería demasiado complejo, además, desde el punto de vista hidrodinámico los alambres de un stent pueden considerarse como un cuerpo romo. Por este motivo se pretende analizar el campo de velocidades alrededor de una barra bidimensional de sección cuadrada con longitud característica de 0.5 mm ya que esta simplificación es totalmente asumible.

Se pretende diseñar y construir una instalación experimental que permita estudiar tanto flujo estacionario como pulsante en el modelo de bifurcación. La técnica utilizada para analizar este flujo es la Velocimetría de Imágenes de Partículas (P.I.V.) para poder obtener el campo de velocidades del fluido después de encontrarse con la barra bidimensional de sección cuadrada.

Con las medidas experimentales realizadas se pretende validar un método numérico CFD que simule adecuadamente su comportamiento.

El principal objetivo de este trabajo es analizar la influencia que tiene en el flujo simulado en una bifurcación la presencia de una o más barras bidimensionales de sección cuadrada.

Sectores de aplicación:

El principal campo de aplicación es el de la bioingeniería, en concreto en el campo de los biofluidos.
Los resultados obtenidos del estudio de flujo pulsante son de gran relevancia ya que el flujo en una bifurcación de arteria coronaria tiene carácter pulsante. Si se encuentra colocado un stent, el tamaño de la estela de cada alambre será menor que si el flujo es estacionario ya que el tiempo requerido para su formación total es muy alto.

Objetivos alcanzados:

Estudio del flujo estacionario: la longitud de recirculación de la estela del cuerpo crece con el número de Reynolds y existe una dependencia lineal entre ambos parámetros. A partir de Reynolds 15 en la barra se forman unos torbellinos situados simétricamente detrás de la barra.
– Estudio del flujo pulsante: la longitud de recirculación es menor que si el flujo es estacionario. Se diferencian dos etapas en el desarrollo de la estela: la estela es sensible al Reynolds instantáneamente pero existe un tiempo de crecimiento dependiente del Reynolds hasta alcanzar el valor estacionario.

Metodología empleada:

Se ha establecido un procedimiento para la correcta obtención del campo de velocidades proveniente del flujo simulado en la instalación mediante la técnica PIV.
Una vez cumplido el punto anterior, se han realizado distintos ensayos que permitan estudiar las posibles influencias sobre el flujo alrededor de una barra bidimensional cuadrada. Algunos de los ensayos realizados son la influencia del número de Reynolds, de la bifurcación, de la disposición de las barras o del ángulo de giro de la barra.