Thesis: Simulación de aneurismas aórticos abdominales con el método de elementos finitos
| datacite.subject.fos | Engineering and technology | |
| dc.contributor.department | Departamento de Obras Civiles | |
| dc.contributor.guia | Aranda Nuñez, Vivian Clarisa | |
| dc.coverage.spatial | Campus Casa Central Valparaíso | |
| dc.creator | Paillalef Cerda, Pedro Aníbal | |
| dc.date.accessioned | 2025-06-17T20:36:50Z | |
| dc.date.available | 2025-06-17T20:36:50Z | |
| dc.date.issued | 2022-03 | |
| dc.description.abstract | El sistema cardiovascular es cerrado: las venas llevan sangre al corazón y las arterias la transportan oxigenada desde el corazón al cuerpo. La aorta, la arteria más grande (2 [cm] de diámetro), puede dilatarse con el tiempo; si supera los 5 [cm] se denomina aneurisma aórtico. El tratamiento consiste en insertar una prótesis endovascular para restringir el flujo sanguíneo en la zona debilitada, siendo eficaz pero con posibles fallos, por lo que el paciente requiere controles médicos. Este trabajo presenta tres modelos de aneurismas aórticos abdominales, cada uno con simulación sin y con prótesis, para estudiar velocidad y presión. Las geometrías varían pero las condiciones de borde son iguales. Se utilizan las ecuaciones de la mecánica de fluidos: conservación de masa y Navier-Stokes (régimen laminar), considerando sangre como incompresible, homogénea y newtoniana. Se resuelven mediante el método de elementos finitos, pasando del espacio continuo a discreto, obteniendo matrices constantes en el tiempo, usadas luego en un código que recibe matriz de nodos, conectividad y condiciones de borde. El mallado es generado por un software de código abierto que permite modificar parámetros como tamaño de elemento o número de nodos. Luego se realiza la simulación, obteniendo velocidad y presión. Los tiempos de simulación son bajos considerando el número de elementos y pasos de tiempo. Los resultados muestran poca diferencia entre los tres modelos sin prótesis, por lo que la geometría influye poco. Con prótesis, la velocidad aumenta dentro de esta y disminuye fuera, cumpliendo el objetivo. La longitud de la prótesis influye significativamente, generando zonas de alta velocidad entre esta y la pared arterial. Se discute también la inestabilidad de la presión y su mejora con otros métodos. Finalmente, los resultados se validan mediante una ecuación analítica y estudios previos. Este trabajo busca servir de base para nuevas investigaciones científicas y desarrollo académico. | es |
| dc.description.abstract | The cardiovascular system is closed: veins carry blood to the heart, and arteries transport oxygenated blood from the heart to the body. The aorta, the largest artery (approx. 2 cm in diameter), may dilate over time; when it exceeds 5 cm, it is called an aortic aneurysm. Treatment involves inserting an endovascular stent to restrict blood flow in the weakened area. Although effective, it may fail, requiring regular medical monitoring. This work presents three models of abdominal aortic aneurysms, each simulated with and without a stent, to study velocity and pressure. Geometries vary, but boundary conditions are consistent. Fluid mechanics equations are used: mass conservation and Navier-Stokes (laminar regime), assuming blood is incompressible, homogeneous, and Newtonian. These are solved using the finite element method, transitioning from continuous to discrete space, yielding time-invariant matrices. These are used in a code that takes a node matrix, connectivity, and boundary conditions. The mesh is generated using open-source software allowing modification of parameters such as element size and number of nodes. Simulations are then performed, yielding velocity and pressure values. Simulation times are short given the number of elements and time steps. Results show little difference among the three unstented models, indicating limited influence of geometry. With stents, velocity increases inside and decreases outside, meeting the objective. Stent length significantly impacts velocity, creating high-velocity zones between the stent and arterial wall. Pressure instability is also discussed, with improvements proposed. Finally, results are validated with an analytical equation and prior studies. This work aims to support future scientific research and academic development. | en_US |
| dc.description.degree | Magíster en Ciencias de la Ingeniería Civil | |
| dc.driver | info:eu-repo/semantics/masterThesis | |
| dc.format.extent | 101 páginas | |
| dc.identifier.doi | 10.71959/r03j-kv45 | |
| dc.identifier.uri | https://cris.usm.cl/handle/123456789/3888 | |
| dc.identifier.uri | https://doi.org/10.71959/r03j-kv45 | |
| dc.language.iso | es | |
| dc.publisher | Universidad Técnica Federico Santa María | |
| dc.rights | Attribution-NonCommercial 4.0 International | en |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/ | |
| dc.subject | aneurisma aórtico | |
| dc.subject | prótesis endovascular | |
| dc.subject | método de elementos finitos | |
| dc.subject | flujo sanguíneo | |
| dc.subject | presión arterial | |
| dc.subject | aortic aneurysm | |
| dc.subject | endovascular stent | |
| dc.subject | finite element method | |
| dc.subject | blood flow | |
| dc.subject | blood pressure | |
| dc.subject.ods | 3 Salud y bienestar | |
| dc.subject.ods | 9 Industria, innovación e infraestructura | |
| dc.title | Simulación de aneurismas aórticos abdominales con el método de elementos finitos | |
| dspace.entity.type | Tesis |
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