Studium vírových struktur v srdečních náhradách

Abstract

Diplomová práce se zabývá studiem a popisem proudění v srdečních náhradách. Cílem bylo zhodnocení stávajících srdečních podpor, zvolení jednoho konceptu zařízení a následné vylepšení existujícího modelu čerpadla. Typy srdečních náhrad byly vyhodnoceny v rešeršní části této práce. Na jejím základě bylo pro simulace zvoleno axiální intraventrikulární čerpadlo. Simulace proudění proběhla pomocí výpočtového modelování. Při vyhodnocování byl zvláštní důraz kladen na popis vírových struktur typických pro srdeční podpory a analýzu hemolýzy způsobenou zařízením. Po zvolení optimalizačních parametrů byl navrhnut model vylepšeného čerpadla, které splnilo vytyčené cíle optimalizace, především zvýšení účinnosti a snížení smykových napětí. Ke konci práce proběhla diskuze ohledně vyhodnocování hemolýzy a vírových struktur. V závěru byly uvedeny konkrétní možnosti dalšího zlepšení optimalizovaného čerpadla.

This master thesis is focused on study and description of flow in heart assistance devices. The aim was to evaluate the state of art for cardiac supports, selection of one device concept and improve the existing pump model. The types of heart replacements were evaluated in the research part of this work. Based on the research, an axial intraventricular pump was chosen for the simulation. The flow simulation was performed using computational fluid modeling. During the evaluation, special emphasis was placed on the description of vortex structures typical for cardiac support and analysis of hemolysis caused by the device.After selecting the optimization parameters, a design of a pump model was improved, which met the set optimization goals, especially the increase in efficiency and decrease of shear stresses. Towards the end of the work there was a discussion about the evaluation of hemolysis and vortex structures. In the end, particular possibilities for further improvement of the optimized pump were presented.