Numerical investigation of nasal airflow: Comparative analysis of before and after surgery states for an obstructed nasal cavity
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, İnşaat Mühendisliği Bölümü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2024
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: GÖKBERK GÜNEŞ
Danışman: Mete Köken
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:İnsan nasal boşluğu vücudün içinde bulunan çok fonksiyonlu ancak karmaşık, türlü ve dinamik bir yapıdır. Bu kaotik nitelikler geleneksel araştırma yöntemlerinin uygulanmasını çetin kılmaktadırlar. Dolayısıyla, solumayla ilgili araştırmalardaki paradigma bilgisayar odaklı nümerik yöntemlere doğru kaymaktadır. Bu tezde, burun tıkanıklığı olan bir kimsenin ameliyat öncesi ve sonrası burun boşluğunda nümerik simulasyonlar gerçekleştirilmektedir. Araştırmada her iki geometri için de aynı debi miktarları kullanılmaktadır: dinlenme anındaki ve çabuk solunum anındaki debi. Dahası, ulaşılabilirliği ve tekrarlanabilirliği artırmak için bu tezde sadece özgür ve açık kaynaklı yazılımlar kullanılmaktadır. Bu yazılımların en önemlisi nümerik denklemleri çözen ve hacimsel ağ oluşturan OpenFOAM'dır. Hava akışındaki türbülans büyük girdaplar çözülerek ve küçük girdaplar WALE metoduyla modellenerek yapılmaktadır. Simülasyon sonuçlarının anlamlandırılması için birçok parametre kontrol edilmektedir: basınç düşüş miktarları, debi miktarları, türbülans kinetik enerji seviyeleri, yerel debi miktarları, lokal duvar kesme gerilim miktarları. Sonuçlara göre, ameliyat sonrası kesit alanları artmasına rağmen, mekanik- ve termo-reseptörlerdeki uyarım azalmayıp daha homojen bir yapıya evrilmektedir. Bu sonuç reseptörlerin daha iyi uyarıldığına ve tıkanıklık hissinin azaldığına işaret etmektedir. Büyük girdap simülasyonundaki ağ yapısının çözünürlüğünün doğrulaması Celik indisleri kullanılarak yapılmaktadır. Benzer bir şekilde, zamanın çözünürlüğü Kolmogorov zaman skalasının ve seçilen zaman adımlarının karşılaştırılmasıyla yapılmaktır. Son olarak, sonuçların kısmi bir validasyonu literatürdeki diğer nazal direnç değerleriyle karşılaştırılak yapılmaktadır.