Introduzione
Innanzitutto, cos'è Flowgy? Flowgy è un software dedicato alla CFD della cavità nasale, con strumenti per la chirurgia virtuale. In questo articolo confronterò i risultati ottenuti con i miei software industriali (Onshape e Simscale) con quelli ottenuti con Flowgy. Desidero ringraziare il Prof. Manuel Burgos per avermi prestato il software e aver risposto a tutte le mie domande.
Ho impostato la velocità massima a 3,25 m/s in entrambi i software. Possiamo vedere la stessa cosa: la maggior parte del flusso d'aria passa attraverso il meato medio. Nota che in Flowgy ho mostrato solo il flusso d'aria nella cavità nasale sinistra, per vedere più chiaramente cosa succede.
Sezioni - velocità
La differenza principale tra le due viste è la velocità massima: è impostata a 3,5 m/s in Simscale e a 2,5 m/s in Flowgy, perché non sono riuscito a impostare 3,5 m/s in Flowgy. Ma possiamo vedere più o meno la stessa cosa: la velocità del flusso d'aria è molto più bassa nel meato inferiore. È rassicurante vedere la stessa cosa, perché significa che il modello 3D che ho tracciato della mia cavità nasale era piuttosto accurato.
Sforzo di taglio sulla parete
Ora, l'aspetto davvero interessante di Flowgy è che sono disponibili altri dati; uno di questi, particolarmente interessante nel contesto della ENS, è lo sforzo di taglio parietale (WSS). Ho già parlato del WSS in altri articoli. Spiegherò un po' meglio cos'è il WSS e perché è un dato particolarmente interessante nel contesto della ENS. Il WSS è la pressione esercitata dal flusso d'aria sulle pareti; l'unità di misura è il Pascal (Pa). Più elevato è il gradiente di velocità vicino alla parete, maggiore è il WSS. È un valore importante perché è il WSS a fornire la sensazione del flusso d'aria.
La pressione superiore a 1 Pa è rappresentata in rosso. Possiamo vedere che il WSS massimo si trova soprattutto nella parte anteriore e anche nel meato medio, in corrispondenza della velocità del flusso d'aria. Quindi vogliamo ottenere una distribuzione migliore del WSS tra il meato medio e quello inferiore. È ciò che cercherò di fare con gli impianti virtuali nel prossimo articolo.
Umidità del flusso d'aria
In questa vista è rappresentata l'umidità del flusso d'aria; possiamo naturalmente vedere che aumenta man mano che attraversa la cavità nasale. Possiamo vedere che parte del flusso d'aria raggiunge il 92% di umidità nell'ultima sezione. I valori non sono certamente molto precisi. Per impostazione predefinita, nei parametri della simulazione la mucosa è impostata al 100% di umidità, un valore un po' ottimistico considerando che spesso la mucosa è secca a causa della ENS. Allo stesso tempo, l'umidità dell'aria inspirata è impostata al 20%, un valore pessimistico, perché spesso l'aria esterna è più umida. Ciò che sarà interessante è il confronto prima/dopo gli impianti virtuali, quindi i parametri iniziali non sono così importanti.
Temperatura del flusso d'aria
La stessa cosa vale per la temperatura del flusso d'aria: nei parametri della simulazione, la mucosa è impostata a 309,65°K, ovvero 36,65°C. L'aria inalata è impostata a 21,15°C. Anche la temperatura della mucosa è forse un po' ottimistica nel contesto della ENS. Penso che l'ingresso del naso sia più freddo a causa della mancanza di mucosa. Non posso però quantificarlo e dipenderà dall'aggressività della turbinectomia. In questa illustrazione, la temperatura minima è impostata a 300°K (27°C) in blu.
Conclusione: cosa succederà?
Flowgy ci fornisce dati davvero interessanti, che saranno utili per confrontare la situazione prima e dopo l'aggiunta di impianti virtuali. Ne parlerò nel prossimo articolo, ma penso che nel 2022 non sia più possibile sottoporsi a un intervento chirurgico al naso senza aver prima eseguito una chirurgia virtuale per vedere quali saranno le conseguenze in termini di flusso d'aria, WSS, ecc. …
Ora cercherò di progettare impianti virtuali per migliorare la distribuzione del flusso d'aria, la distribuzione del WSS, ecc. …