Numerical study of the effects of microanatomy on the cerebrospinal fluid motion in the spinal canal

Abstract

El presente Trabajo Final de Grado contempla un estudio numérico del impacto de la microanatomía en el dominio fluido del espacio subaracnoideo espinal. Para ello, empezando por una geometría y flujo simplificados, se han realizado múltiples simulaciones numéricas contemplando diversas características (porosidad en el medio, así como la presencia de elementos microanatómicos), evaluando las diferencias entre perfiles de velocidad y campos de presión de los diferentes casos. Los resultados obtenidos muestran que la presencia de elementos en el seno del canal espinal interfieren en los perfiles de velocidad y campos de presión, mostrando una resistencia adicional en el flujo.

The present Final Degree Project aims at evaluating the impact of microanatomy on the cerebrospinal fluid (CSF) in the spinal canal. To that end, several direct numerical simulations (DNS) have been performed, starting from an initial simplification of the geometry and flow rate’s waveform towards a realistic model (including porosity or micro-anatomic elements). These simulations evaluates the velocity and pressure fields in a certain region, comparing among each other. Results of simulations show that the microanatomy induce modifications in the pressure and velocity fields, implementing such a flow resistance.