FBE- Makine Mühendisliği Lisansüstü Programı - Doktora

Bu koleksiyon için kalıcı URI

http://hdl.handle.net/11527/81

Gözat

Yazar "Amindari, Armin" ile FBE- Makine Mühendisliği Lisansüstü Programı - Doktora'a göz atma
  • Öge
    Aort kapağı kan akımının katı-sıvı etkileşim yöntemiyle sayısal incelenmesi
    (Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022) Amindari, Armin ; Kırkköprü, Kadir ; 712131 ; Makine Mühendisliği
    Günümüzde, insan ölümlerinin başlıca sebebi kalp hastalıkları olup bu hastalıkların çoğu ise kapak kusurları ile ilgilidir. Bu kusurların tedavisinde uygulanacak tedavinin kararlaştırılmasında, kusurun karakterize edilmesi ve hastalığın ciddiyetinin belirlenmesi hayati önem taşımaktadır. Günümüzde bu teşhisler, tıbbi görüntüleme temellidir ve teşhisi yapan hekimin tecrübesine bağlı olarak özel biçimde yapılmaktadır. Bununla birlikte, ileri seviyede hastalıklarda aort kapaklarının mekanik ve prostetik kapaklarla değişimi sağlanmaktadır. Yapay kapakların tasarımı ve kullanılan malzemenin, gerçek aort kapak fonksiyonunu yerine getirecek şekilde belirlenmesi için, aort kapak dinamiği ve malzemesinin mekanik özelliklerinin doğru bir şekilde anlaşılması gerekmektedir. Bu tez, aort kapağının elastisitesi ve geçen kan akışının sayısal ortamda modellenmesi ile ilgilidir. Çalışma kapsamında, aort kapağında gerçekleşen kan akışı ve kapak elastodinamiğinin sayısal olarak modellenmesi için bir metodoloji oluşturulması hedeflenmiştir. Bu metodoloji ile kapak kusurlarının kan akışı üzerinde oluşturduğu etkiler doğru ve hassas şekilde modellenebilecektir. Aort kapak yapısı, kan akışının oluşturduğu dinamik basınçlar altında deforme olarak kalpten bütün vücuda doğru tek yönlü kan akışını sağlamaktadır. Bu sebepten kan akışı ve aort kapak yapısı güçlü bir etkileşim içindedir. Kan akışı ve kapak elastodinamiğini gerçeğe yakın ve doğru bir şekilde modellemek için her iki çözüm alanı olan kan akış alanı ve aort kapağı katı alanının eş zamanlı ve birlikte çözülmesi gerekmektedir. Bu tez çalışması kapsamında, ileri bir mühendislik tekniği olan katı-sıvı etkileşim metotları kullanılarak, kan akışı ve aort yapısal alanlarının eş zamanlı çözülmesi için bir modelleme metodolojisi oluşturulmuştur. İlk aşamada iki boyutlu ideal aort kapak modelleri oluşturularak aort kapak üzerinde meydana gelen kireçlenme probleminin kapak dinamiği üzerindeki etkisi incelenmiştir. Bir sonraki aşamada ise farklı hastalık grupları belirlenerek gerçek ve hastaya özel üç boyutlu katı-sıvı etkileşim modelleri oluşturulmuştur. Sayısal sonuçlar gerçek ölçüm sonuçlarıyla karşılaştırılmış ve metodolojinin hassasiyeti değerlendirilmiştir. Tezin son bölümünde ise aort kapak malzemesinin doğrusal olmayan mekanik özelliklerinin kan akışı ve kapak dinamiği üzerindeki etkisi incelenmiştir. Bu aşamada, üç farklı malzeme modeli kullanılarak farklı katı-sıvı etkileşim kontrol modelleri oluşturulmuştur. Bu şekilde, kapak malzemesinin doğrusal olamayan özelliklerinin kapak stabilizasyonu ve ayrıca kireçlenme riski üzerindeki ektisi detaylı ve sayısal olarak incelenebilmiştir. Yapılan hesaplamalara göre kolajen fiberlerinin kapak kapanış evresindeki titreşimini düşürüp, kapağın kararlılığını artırdığı gözlemlenmiştir. Ayrıca, kolajen fiberlerinin çevresel yöndeki konumlanması, aort kapağın başlangıç pozisyonuna daha hızlı ve rahat şekilde dönmesini sağladığı ve bu şekilde kapak boyunca tek yönlü akışın sağlanmasında önemli rol üstlendiği gözlemlenmiştir. Öte yandan, malzemenin doğrusal olmayan elastisite özelliği sebebiyle kireçlenme problemini ciddi derecede azaldığı ve bu sebepten stenoz riskinin azaldığı sonucuna varılmıştır.