Resumo: O presente trabalho propõe-se a modelar, analisar, e comparar os efeitos do escoamento de um fluido dentro de um tubo elástico. Esses efeitos, por sua vez, serão ocasionados por uma variação de pressão nesse fluido. Para tanto, através das propriedades físicas e mecânicas do tubo e do fluido, foi calculado o deslocamento da parede do tubo, vazão e velocidade do fluido. Essa modelagem tem como intenção comparar numericamente um arranjo que visa simular uma pulsação com características próximas as do coração humano. Através da construção de duas geometrias cilíndricas que representam domínios distintos (estrutura e fluido) que foram acoplados em sua interface, foi possível fazer um estudo da interação fluido-estrutura (FSI) utilizando o software comercial ANSYS, obtendo assim um estudo tri-dimensional do problema. Os resultados mostraram que o deslocamento da interface fluido-estrutura ocorreu simultaneamente, confirmando, portanto, a correta aplicação do comando FSIN. O fluido é considerado incompressível e Newtoniano e é governado pelas equações de Navier-Stokes. As paredes da estrutura são modeladas a partir da Lei de Hooke. Por fim, uma solução numérica é desenvolvida utilizando o Método dos Elementos Finitos / Abstract: This project proposes to model, analyze and compare the effects of fluid flow inside an elastic tube. These effects, in turn, will be caused by a variation of pressure in this fluid. Therefore, through the physical and mechanical properties of the tube and fluid was calculated the displacement of the tube wall, flow and velocity of the fluid. The Modeling intends to compare numerically an arrangement that aims to simulate a heartbeat with characteristics similar to the human heart. Through of building two cylindrical geometries representing different domains (structure and fluid) that were engaged in its interface, it was possible to study the fluid-structure interaction (FSI) using the commercial software ANSYS, thereby obtaining a three-dimensional study. The results showed that the displacement of the interface fluid-structure occurred simultaneously, thereby confirming the correct application of the command FSIN. The fluid is considered incompressible and Newtonian and is governed by the Navier-Stokes equations. The walls of the structure are modeled from the Hooke's Law. Finally, a numerical solution is developed using the Finite Element Method / Orientador: Gilberto Pechoto de Melo / Coorientador: Amarildo Tabone Paschoalini / Banca: Adyles Arato Junior / Banca: Marcio Higa / Mestre

Resumo: Este projeto visa à análise cinemática de um arranjo experimental capaz de reproduzir o fluxo sanguíneo em artérias. O mecanismo procura realizar esse escoamento através de um sistema came-seguidor juntamente com um sistema hidráulico, utilizando êmbolo e duas válvulas controladoras de fluxo. O mecanismo came-seguidor será utilizado devido a sua versatilidade em garantir que o escoamento sanguíneo ocorra durante um ciclo cardíaco. A came será radial com seguidores de roletes. O seguidor de roletes será ligado ao cilindro hidráulico que controla o fluxo sanguíneo. Um tubo de látex foi acoplado ao sistema hidráulico representando a aorta abdominal, foi confeccionado com as dimensões reais desta artéria e o látex foi escolhido, pois possui um coeficiente de elasticidade muito próximo da artéria. Um manômetro foi acoplado ao sistema para medir a pressão no interior do tubo de látex. Na sequência um tubo de complacência simular as perdas de carga do sistema circulatório. O deslocamento radial do tubo de látex e variação de pressão do manômetro foram monitorados através de filmagem. Posteriormente, os resultados experimentais foram comparados e validados com os resultados numéricos obtidos com o programa ANSYS e com a literatura / Abstract: This project aims to kinematic analysis of an experimental apparatus able to reproduce the blood flow in arteries. The mechanism cam-follower and the hydraulic system using piston and two controlling valves of flow were used to realize the fluid flow. The camfollower mechanism was used to ensure that the fluid flow occurs during the cardiac cycle. The cam is radial with roller followers. The follower roller is connected to the hydraulic cylinder which controls the fluid flow. A latex tube was attached to the hydraulic system representing the abdominal aorta. The latex tube has the same real dimensions of this artery and it was chosen due the modulus of elasticity very close to the artery. A manometer was used to measure the outlet pressure of latex tube. After latex tube there is a complacency tube to control the pressure drop of circulatory system. The radial displacement of the latex tube and pressure variation of the manometer were monitored through filming. The experimental results were compared and validated with numerical results obtained with ANSYS software and with literature / Orientador: Aparecido Carlos Gonçalves / Coorientador: Amarildo Tabone Paschoalini / Banca: João Antonio Pereira / Banca: Cleudmar Amaral de Araújo / Mestre