Ottimizzazione di un dispositivo per la respirazione assistita tramite CFD

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Claudio Alati

Il presente lavoro di tesi descrive lo studio fluidodinamico di una maschera nasale facente parte di un sistema terapeutico per la respirazione assistita, di nuova concezione, entrato in commercio negli USA solo da qualche mese. Il lavoro nasce da una collaborazione con l'azienda produttrice del dispositivo, la Breathe Technologies, Inc.

La tesi si propone di svolgere un'analisi fluidodinamica approfondita per individuare possibili strategie per la ulteriore ottimizzazione del dispositivo. L'analisi effettuata e' stata di tipo stazionario, relativamente ad una particolare regione ritenuta significativa sulla base di discussioni preliminari con l'azienda. Benche' semplificato, il problema e' rimasto comunque abbastanza complesso, a causa dell'effetto combinato di geometria e fisica della corrente che si e' rivelata non banale.

Le simulazioni RANS sono state effettuate per piu' geometrie diverse, utilizzando il modello di turbolenza k-omega-SST all'interno del software open-source OpenFOAM. Nonostante il carattere preliminare delle simulazioni, in parte dovuto alle limitate risorse computazionali disponibili, il presente lavoro e' in grado di suggerire una strategia semplice ma potenzialmente efficace per una significativa ottimizzazione del dispositivo.