Simulation Of Blood Flow In Bi-Leaflet Mechanical Heart Valve

Mokhtar, Noorhafizah (2018) Simulation Of Blood Flow In Bi-Leaflet Mechanical Heart Valve. Masters thesis, Universiti Sains Malaysia.

Preview

PDF Download (463kB) | Preview

Abstract

Jantung manusia boleh dijangkiti oleh beberapa penyakit yang boleh menyebabkan injap jantung tidak berfungsi. Oleh itu, injap jantung mekanikal dua injap (BMHV) digunakan sebagai pengganti yang terdiri daripada dua injap separa bulat dan selongsong luar injap. Dalam kajian ini, reka bentuk BMHV akan dioptimumkan untuk menghasilkan injap yang sesuai untuk menggantikan injap mitral yang tidak berfungsi. Simulasi kaedah Lattice Boltzmann (LBM) yang digunakan dan disahkan menggunakan eksperimen (PIV). Simulasi LBM telah menunjukkan jarak antara dua injap yang lebih jauh mempunyai aliran hemodinamik yang lebih baik. Selain itu, kelengkungan injap yang berbeza akan dibandingkan dengan mengoptimumkan dinamik aliran darah. Berdasarkan kriteria indeks halaju (DVI), kesemua enam reka bentuk yang berbeza berjaya merekodkan nilai DVI dalam had yang dibenarkan dengan nilai kurang daripada 2.2. Kontur halaju dan vortek menunjukkan persamaan dalam aliran darah antara simulasi dan eksperimen. Peratusan perbezaan profil halaju pada DVI antara data simulasi dan eksperimen ditunjukkan kurang daripada 15%. Dalam pembentukan vortek, 0.6mm lengkungan dalam didapati mempunyai nilai vorteks terkecil berbanding dengan lima reka bentuk yang lain. Dari segi profil tekanan dan tegasan ricih dinding yang dikira, semua keputusan menunjukkan nilai yang sama untuk semua reka bentuk yang digunakan. Tekanan ricih dinding maksimum yang dikira dari kajian ini adalah kira-kira 26.46 Pa. Dari semua kes yang dikaji, dengan 0.6mm lengkungan dalam menunjukkan tekanan geseran dinding terendah yang bermanfaat kerana ia mengurangkan darah beku. _______________________________________________________________________________________________________ Our heart can be affected by several diseases during its lifetime that consequently result to heart valve malfunctioned. For this reason, bi-leaflet mechanical heart valve (BMHV) is used as a replacement that consist of two semi-circular leaflets and a valve housing. In this research, the design of the BMHV will be optimized in providing suitable replacement for the malfunctioned mitral valve. Simulation results from Lattice Boltzmann method (LBM) code will be used and validated using particle image velocimetry (PIV) experiment. LBM simulations have shown that the leaflet with higher gap distance between leaflets have an improved hemodynamic flow. Additionally, different leaflet curvatures will be compared to further optimize the blood flow dynamics. Based on the Doppler velocity index (DVI) criteria, all six different designs managed to record DVI values within the allowable limit with values of less than 2.2. The result of the velocity contour and vorticity revealed great similarity in the leaflet motion and flow fields between both simulation and experiment. The percentage difference of velocity profile on DVI between both simulation and experiment data is shown to be less than 15%. With regards to the vortex formation, 0.6mm curved inward is found to have the smallest vortex value compared to five other leaflet designs. In terms of the pressure profile and computed wall shear stress, all of the computed pressure results show approximately similar value for all designs used. The maximum wall shear stress computed from this study is about 26.46 Pa. Of all the cases studied, the leaflet with the 0.6mm inward curvature shows the lowest wall shear stress which is beneficial since it reduces thrombosis.

Item Type:	Thesis (Masters)
Additional Information:	Full text is available at http://irplus.eng.usm.my:8080/ir_plus/institutionalPublicationPublicView.action?institutionalItemId=4690
Subjects:	T Technology T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ181-210 Mechanical movements
Divisions:	Kampus Kejuruteraan (Engineering Campus) > Pusat Pengajian Kejuruteraan Mekanikal (School of Mechanical Engineering) > Thesis
Depositing User:	Mr Mohd Jasnizam Mohd Salleh
Date Deposited:	13 Jun 2019 08:38
Last Modified:	13 Jun 2019 08:38
URI:	http://eprints.usm.my/id/eprint/44572

Actions (login required)

View Item