PROGETTAZIONE DI UN CIRCUITO IDRAULICO PER MISURE DI PARTICLE IMAGE VELOCIMETRY STEREOSCOPICHE IN FLUSSI CARDIOVASCOLARI

This thesis work deals with the design of a hydraulic circuit capable of recreating flow conditions similar to the average conditions that can be found in the systemic arteries of the human body. Furthermore, the circuit is designed to accommodate replicas of arterial tracts, capable in turn of accommodating artificial elements that simulate vascular stents, and to allow precise measurements of the kinematic flow field within these replicas via stereoscopic Particle Image Velocimetry (PIV). Particular attention is paid to the design of the measurement section for the PIV development according to a rotational system, to the selection of the material and to the synthesis of a working fluid with the same refractive index. In addition, some considerations regarding the configuration of the hydraulic circuit in its entirety are presented, with the selection and arrangement of the components according to the required operating regime.

Il presente lavoro di tesi si occupa di alcuni aspetti inerenti alla progettazione di un circuito idraulico che permetta di simulare condizioni di flusso simili alle condizioni medie che si possono trovare nelle arterie sistemiche del corpo umano. Inoltre, il circuito deve consentire di alloggiare repliche di tratti arteriosi, capaci a loro volta di accogliere elementi artificiali che simulino stent vascolari, e permettere misurazioni precise del campo di moto cinematico del fluido all’interno di tali repliche tramite la tecnica della Particle Image Velocimetry (PIV) stereoscopica. Particolare attenzione è rivolta al design della sezione di misura per la messa a punto della PIV secondo un sistema rotazionale, alla selezione del materiale per la stessa e allo sviluppo di un fluido di lavoro con il medesimo indice di rifrazione. Vengono, in aggiunta, presentate alcune considerazioni in merito alla configurazione del circuito idraulico nella sua totalità, con la selezione e la predisposizione delle componenti in funzione del regime operativo richiesto.