C-30 · TÉRMICA & FLUIDOS · CARDIOVASCULAR
Flujo en válvulas cardíacas
Observe cómo la sangre sale del corazón a través de una válvula de bola enjaulada, de disco basculante, bivalva o nativa en una simulación de flujo en directo en su navegador: el propio flujo abre y cierra las valvas. Vea el chorro, su ángulo, los vórtices en el seno y cuánto estrecha la válvula la salida.
| por encima de 0,50: rango leve o sin estrechamiento |
| 0,25–0,50: rango moderado |
| por debajo de 0,25: rango grave |
| Caso | Referencia | Este solver |
|---|---|---|
| Flujo en canal | exacto (Poiseuille, Couette) | 10⁻¹³ |
| Canal pulsátil | Womersley | 0.1–0.8 % |
| Cilindro en rotación | par de Taylor–Couette, exacto | 0.01–0.4 % |
| Cavidad con tapa móvil, Re 100 | Ghia, Ghia & Shin 1982 | 0.5 % |
| Estela de un cilindro, Re 100 | St 0.168–0.172 | 0.1695 |
| Arrastre de un cilindro, Re 20 | C_D 2.01–2.22 | 2.22 |
| Cuerpo móvil frente a fijo | mismo arrastre | 0.07 % |
| Cilindro libre en cizalla | ω = γ̇/2, Jeffery | 0.75 % |
- Solo para aprendizaje y comparación: no apto para diagnóstico, tratamiento ni elección de un dispositivo.
- Un corte bidimensional estrecha la salida más que la válvula tridimensional real: compare las válvulas entre sí, no con valores de pacientes.
- El solver de flujo procede del mismo trabajo que Tessera, nuestro propio software de simulación. Ver Tessera →
CÓMO SE CALCULA · CON SUS VALORES
Paso a paso, con sus valores
- 01Malla y fluido
D2Q9 · TRT Λ = 3/16 · ν = 0.012 → τ = 3ν + ½ = 0.536El tracto de salida mide 50 nodos de ancho; un nodo equivale a unos 0,5 mm para un anillo de 25 mm. - 02Número de Reynolds
Re = U·D / ν = 0.04 × 50 / 0.012 = 167Pico sistólico, en dos dimensiones. Una aorta real ronda los 4000. - 03Un latido
u_in = U·sin(π t / 0.35T) · T = 16 000 pasosLa sístole ocupa el 35 % del latido. En diástole, la presión de entrada se mantiene por debajo de la aórtica en Δp = c_s²·Δρ = 0.0020 (unidades de malla), y el reflujo cierra la válvula. - 04Valvas movidas por el flujo
(I + I_a)·θ̈ = M_fluid + I_a·θ̈_prevTopes: disco sobre un pivote excéntrico, cerrado ↔ 70°. Densidad 2× la de la sangre; apertura limitada al 100 % del recorrido. - 05Chorro
v_jet / v_tract = max|u| / Utras el primer latido - 06Cociente de velocidades
VR = v_tract / v_jettras el primer latido - 07Orificio efectivo
EOA / A_tract = VRtras el primer latido
Referencias: Krüger et al., The Lattice Boltzmann Method (Springer 2017), cap. 5, 10, 11; Bouzidi, Firdaouss & Lallemand (2001); Wen et al. (2014); Ghia, Ghia & Shin, J. Comput. Phys. 48 (1982); Sarkar & Sarkar, Prog. CFD 10 (2010); Baumgartner et al., recomendaciones EAE/ASE, Eur. J. Echocardiogr. 10 (2009); Dasi et al. (2009); Sotiropoulos et al., Annu. Rev. Fluid Mech. 48 (2016).
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