Analisi computazionale dei flussi secondari in modelli di biforcazioni coronariche

Present study has the aim of the realization of secondary flows vector maps in coronary bifurcation models specifically designed with three different curvature radius and three bifurcation angle between main and side branch. The research highlight the importance of secondary flows in this kind of models, because their magnitude is comparable with mean inlet velocity. Globally it can be deduced that greater secondary flows are in the side branch, where the axial velocity increases due to lumen reduction. In detail, the maximum of secondary flows is in the region near the bifurcation, probably because is mostly in direction of axial flow of main branch. It is possible to verify that secondary flows increase with decreasing of curvature radius and increasing of bifurcation angle. An important result of this study is that curvature radius, bifurcation angle and inlet velocity do not affect the direction of secondary flows vectors, but only their magnitude. This work is the first step for comparison with future analysis in pathological conditions, in presence of atherosclerotic plaque and coronary stent.

Il presente studio si pone come obiettivo la realizzazione di alcune mappe vettoriali dei flussi secondari in modelli di biforcazioni coronariche appositamente progettati con tre diversi raggi di curvatura e tre diversi angoli di biforcazione tra il ramo principale e quello secondario. L’indagine condotta ha evidenziato l’importanza dei flussi secondari in questo tipo di strutture, in quanto il loro modulo è paragonabile alla velocità media imposta in ingresso. Globalmente si può concludere che i flussi secondari maggiori sono presenti nel ramo laterale, laddove la velocità assiale aumenta a causa della riduzione della sezione di passaggio. Più precisamente il massimo dei flussi secondari si registra nella zona vicina alla biforcazione, probabilmente perché è in gran parte diretto come il flusso in direzione assiale nel ramo principale. E’ stato possibile, inoltre, verificare che i flussi secondari aumentano al diminuire del raggio di curvatura, come ci si attendeva, ed all’aumentare dell’angolo di biforcazione. Infine il presente lavoro consente di concludere che né il raggio di curvatura, né l’angolo di biforcazione, né la velocità in ingresso alterano gli andamenti dei vettori dei flussi secondari, ma la loro influenza è stata riscontrata soltanto sui valori delle velocità trasversali. Complessivamente la presente indagine si pone come punto di partenza e termine di confronto per analisi successive in condizioni patologiche, in presenza di placche aterosclerotiche e di stent coronarici.