Resumo Fundamentos Uma metodologia para identificação de pacientes portadores de aneurisma de aorta ascendente (AAAs) sob alto risco de remodelamento aórtico não está completamente definida. Objetivo Esta pesquisa objetiva caracterizar numericamente o fluxo sanguíneo aórtico, relacionando a distribuição do estresse mecânico resultante com o crescimento de AAAs. Métodos Estudo analítico, observacional, unicêntrico, em que um protocolo de fluidodinâmica computacional (CFD - Computacional Fluid Dynamics) foi aplicado a imagens de angiotomografia computadorizada (ATC) de aorta de pacientes portadores de AAAs. Duas ATC de aorta com pelo menos um ano de intervalo foram obtidas. Dados clínicos dos pacientes foram registrados e, a partir das imagens de ATC, foram gerados modelos tridimensionais. Foram realizados estudos do campo de velocidade e estruturas coerentes (vórtices) com o objetivo de relacioná-los ao crescimento ou não do aneurisma e, posteriormente, compará-los com os dados clínicos dos pacientes. O teste de Kolmogorov-Smirnov foi utilizado para avaliar a normalidade da amostra e o teste não-paramétrico Wilcoxon signed-rank foi aplicado para comparações de dados pareados entre os ângulos aórticos. A significância estatística foi fixada em 5%. Resultados Para o grupo que apresentou crescimento do aneurisma, a incidência do jato na parede aórtica gerou áreas de recirculação posterior ao jato, induzindo à formação de vórtices complexos, ocasionando um incremento na pressão média no endotélio aórtico. O grupo sem crescimento do aneurisma apresentou diminuição na pressão média. Conclusão Este estudo piloto mostrou que a CFD baseada em ATC pode, em um futuro próximo, ser uma ferramenta auxiliar na identificação dos padrões de fluxo associados ao processo de remodelamento de AAAs.

Abstract Background A methodology to identify patients with ascending aortic aneurysm (AsAA) under high risk for aortic growth is not completely defined Objetive This research seeks to numerically characterize the aortic blood flow by relating the resulting mechanical stress distribution with AsAA growth. Methods Analytical, observational, single-center study in which a computational fluid dynamics (CFD) protocol was applied to aortic computed tomography angiogram (CTA) images of patients with AsAA. Two CTA exams taken at a minimum interval of one year were obtained. From the CTA-gathered images, three-dimensional models were built, and clinical data were registered. Study of velocity field and coherent structures (vortices) was performed aiming to relate them to the presence or absence of aneurysm growth, as well as comparing them to the patients’ clinical data. The Kolmogorov-Smirnov test was used to evaluate the normality of the distribution, and the non-parametric Wilcoxon signed-rank test, for non-normal distribution, was used to compare the paired data of the aortic angles. Statistical significance was set at 5%. Results The incident jet in the aortic wall generated recirculation areas in the posterior region of the jet, inducing complex vortices formation in the group with aneurysm growth, leading to an average pressure increase in the ascending aortic wall between exams. In the group without aneurysm growth, the average pressure decreased. Conclusion This pilot study showed that CFD based on CTA may in the near future be a tool to help identify flow patterns associated with AsAA remodeling process.

In this work a new and practical computational code to simulate thermal transient gas flow in pipeline networks with presence of several types of components as valves, compressors, heat exchangers, and pipe bifurcations, was developed The mathematical model is based on the conservation principles of mass, linear momentum and energy, plus the constitutive equations for each component. The conservation equations solution was done using the finite volume method. Several study cases were analyzed using pipe networks with different types of bifurcation and different combination of supply and delivery points located along the network. The tests results were compared with data obtained using commercial software showing excellent agreement.

En este trabajo se desarrolló un nuevo y práctico código computacional, para simular el comportamiento térmico en régimen transitorio de flujo de gas en redes de ductos, en presencia de varios tipos de componentes como válvulas, compresores, intercambiadores de calor, y bifurcaciones. El modelo matemático está basado en los principios de conservación de masa, cantidad de movimiento lineal y energía, además de ecuaciones constitutivas para los diversos componentes. La solución de las ecuaciones de conservación fue realizada usando el método de los volúmenes finitos. Diversos casos de estudio fueron analizados utilizando circuitos con diferentes tipos de bifurcación y varias combinaciones de puntos de admisión y descarga, localizados a lo largo de las líneas de los gasoductos. Los resultados de las pruebas fueron comparados con datos obtenidos usando un software comercial, presentando excelente concordancia.