TICHOŇ, D. Analýza šíření tlakové vlny v aortě [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2020.

Posudek vedoucího

Burša, Jiří

Student provedl kvalitní rešerši dostupné literatury, vytvořil několik konečnoprvkových modelů pro FSI analýzy aorty a tyto verifikoval porovnáním se standardními analytickými přístupy. Díky spolupráci s LF MU mu bylo umožněno provést také experimentální vyhodnocení šíření pulzní vlny v lidské aortě a pažní tepně. Porovnání experimentů a výpočtových modelů ukázalo, že diagnostické využití měření pulzní vlny navrženým způsobem není možné pro přílišnou nejistotu v mechanickém chování tepny. Původní verze práce trpěla značnou neuspořádaností a byla nezbytná významnější pomoc vedoucího pro zlepšení srozumitelnosti práce i formulovaných závěrů. Úroveň práce je také mírně ovlivněna zbytečným časovým stresem při jejím dokončování.

Posudek oponenta

Klas, Roman

Diplomant se ve své práci zabýval studiem, měřením a simulací šíření tlakových vln aortou s přihlédnutím k materiálovým vlastnostem aorty a k jejím patologickým změnám v podobě výdutí. V úvodní pasáži přehledně rozvíjí stanovené cíle práce a velmi pečlivě, jen s několika málo překlepy, osvětluje anatomii a fyziologii kardiovaskulárního systému. Následně se zabývá hyperelasticitou materiálů, popisuje základy dynamiky krevního oběhu a reologie krve a zmiňuje možnosti vyšetření šíření tlakových vln v cévní soustavě. Závěrečná část se kromě zhodnocení a závěru věnuje FSI simulacím několika druhů aort. S ohledem na náročnost FSI simulace je pochopitelné využití jen velmi malého počtu výpočetních buněk ve strukturální i fluidní části. I tak ale výpočetní síť v CFD analýze nepříliš dobře popisuje oblast předpokládané mezní vrstvy, ve které je výška buněk v nedeformovaném stavu v jednotlivých vrstvách prakticky konstantní. Problematický je i přechod mezi oblastí mezní vrstvy (Inflation) a středem trubice, kde spolu sousedí buňky, jejichž výška je několikanásobkem výšky poslední buňky v mezní vrstvě. Optimálně bývá doporučena změna velikosti sousedících výpočetních buněk do dvaceti procent. Bylo by rovněž vhodné uvést velikost délkového měřítka a stanovit hodnotu Courantova čísla. Je však pravděpodobné, že vzhledem k malým velikostem rychlostí a časového kroku byla vhodná velikost Courantova čísla i tak dodržena. Vstupní a výstupní okrajové podmínky fluidní části jsou popsány pouze jako tlakové. Jedna z nich ovšem musela odpovídat tlaku totálnímu a druhá tlaku statickému. Totální tlak představuje v ANSYS Fluent součet dynamické a statické složky tlaku. Vzhledem k laminárnímu režimu proudění byla zřejmě dynamická složka poměrně malá a bylo ji možné přibližně zanedbat. Přesto by bylo vhodné se o této skutečnosti v diplomové práci zmínit. Na str. 83 v obrázku 7-19 pak není v rozporu s popiskem vykreslen přímo rychlostní profil, ale je zachyceno pouze vektorové pole, u kterého by pro přehlednost bylo vhodné změnit měřítko velikosti vektorů rychlostí. Obrázek spíše poukazuje na negativní dopad rozložení a velikosti výp. buněk. Logické uspořádání práce, formální náležitosti a stylistická úprava jsou pak na velmi dobré úrovni. Diplomová práce je psána přehlednou a srozumitelnou formou. Autor studie také příkladně využíval velký počet literárních zdrojů. V některých případech však nebylo možné všechny informace uvedené v DP dohledat. Je možné, že např. v případě zdroje [26] vznikla chyba v číslování. Bylo by také přínosné připojit seznam použitých symbolů a zkratek. Závěry a výsledky uvedené v této práci bude možné dobře využít jako souhrnný podklad pro navazující studie. I přes drobné nedostatky byly všechny požadované cíle splněny, a předloženou práci proto doporučuji k obhajobě. Poznámky pro diplomanta bez nutnosti další reakce: Str. 12 …Ďalším významným filtrom krvi je slezina, ktorá prevažne zneškodňuje červené krvinky, no vo veľkej miere zachytáva abnormálne telieska z krvného prúdu… (Ve slezině se rozkládají opotřebované – poškozené červené krvinky.) Str. 16 …Výživu pre stenu väčších ciev zaisťujú slabé tepničky a tenučké žilky, ktoré prechádzajú pozdĺž tunica adventitia až do vonkajšej vrstvy tunica media a súborne sa označujú ako vasa vasorum… (Nepronikají tepničky a tenké žilky u velkých cév až k tunica intima?) Str. 18 …glykosaminglykánmi… (glykosaminoglykánmi) Str. 19 Obrázok 3-4 (větší velikost popisu obrázku) Str. 22 V Obrázku 3 – 6 (kromě dělení dle tvaru) schází popis f) disekujícího a g) nepravého aneurysma. Na str. 23 je uveden odkaz na g) nepravé aneuryzma v odstavci o disekujícím aneurysma schází odkaz na Obrázek 3 – 6. Str. 24 ...6-mesčných kontrolách... Str. 25 …Na tomto úseku zamedzí prúdeniu krv pomocou svoriek, následne… Str. 26 ...Táto kapitola je vpracovaná… Str. 26 …o anizotropné – uvažujú smerovú orientáciu kolagénových vláken v stene cievy... (formátování) Str. 34 ...čerených krviniek... Str. 34 ...eff asi 3-4 mPas4... (Není zřejmé, o jakou jde veličinu.) Str. 35 …Experimentálne bola zistená približné lineárna závislosť medzi odmocninou šmykového napätia a odmocninou rýchlosti uhlovej deformácie (obrázok 5-5). [26]… (Nepodařilo se v [26] dohledat.) Str. 38 …Keďže podľa [26] a [35] dosahujú hodnoty rýchlosti deformácie v tepnách okolo 30-450 s-1… (Nepodařilo se v [26] dohledat.) Str. 40 …Pri použití Cassonovho reologického modelu má výsledný prietok tvar (odvodené v [26, s.137])… (Nepodařilo se v [26] dohledat.) Str. 62 …To sa potvrdzuje pri rýchlosti šírenia tlakových vĺn v aorte (tabuľka 6-6), kde u najmladšieho subjektu sa pohybuje okolo 4,5 m/s a u najstaršieho až okolo 11 m/s… (Ve skutečnosti jde o tabulku 6-7.) Str. 82 ...Moen–Kortewegovej... (Moens-Kortewegovej).

eVSKP id 124910