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http://hdl.handle.net/10662/20455
Títulos: | Simulation of the human airways using virtual topology tools and meshing optimization |
Autores/as: | Fernández Tena, Ana Marcos Romero, Alfonso Carlos Agujetas Ortiz, Rafael Ferrera Llera, Conrado |
Palabras clave: | Topología Virtual;Virtual Topology;Pulmón Humano;Human Lung;Dinámica de Fluidos Computacional;Computational Fluids Dynamics;Meshing optimization;Optimización del mallado;Virtual topology;Topología virtual;CFD;CT images;Imágenes de TAC;Human airways;Vías respiratorias |
Fecha de publicación: | 2018 |
Editor/a: | Springer |
Resumen: | Se propone un método para mejorar la calidad de los modelos geométricos tridimensionales de las vías respiratorias utilizando un software comercial, comprobando el número de elementos, el tiempo de mallado y los parámetros de relación de aspecto y asimetría. El uso de topologías reales y virtuales combinadas con algoritmos de mallado patch-conforming y patch-independent da como resultado cuatro modelos diferentes, siendo la mejor solución la combinación de topología virtual y algoritmo patch-independent, debido a una excelente relación de aspecto y sesgo de los elementos y tiempo mínimo de mallado. El resultado es una reducción en el tiempo computacional requerido tanto para el mallado como para la simulación debido a una menor cantidad de celdas. El uso de topologías virtuales combinadas con algoritmos de mallado patch-independent podría extenderse a la bioingeniería porque el manejo de geometrías es similar a este caso. El método se aplica a una persona sana utilizando sus imágenes de tomografía computarizada. Los modelos numéricos resultantes son capaces de simular correctamente una espirometría forzada. A method is proposed to improve the quality of the three-dimensional airway geometric models using a commercial software, checking the number of elements, meshing time, and aspect ratio and skewness parameters. The use of real and virtual topologies combined with patch-conforming and patch-independent meshing algorithms results in four different models being the best solution the combination of virtual topology and patch-independent algorithm, due to an excellent aspect ratio and skewness of the elements, and minimum meshing time. The result is a reduction in the computational time required for both meshing and simulation due to a smaller number of cells. The use of virtual topologies combined with patch-independent meshing algorithms could be extended in bioengineering because the geometries handling is similar to this case. Themethod is applied to a healthy person using their computed tomography images. The resulting numerical models are able to simulate correctly a forced spirometry. |
URI: | http://hdl.handle.net/10662/20455 |
ISSN: | 1617-7959 |
Colección: | DEXGR - Artículos DIMEM - Artículos ICCAEx - Artículos |
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