Comparison between the results of the two and three-dimensional numerical simulations in an aortic bifurcation model

(Received 13 January 1993, revised 13 October 1993, accepted 18 October 1993)

Abstract
Bifurcations are vascular singularities of interest because they are the privileged sites of atherosclerosis deposits, particularly the sites corresponding to wall shear stress extrema. The purpose of this paper is to compare the two- and three-dimensional characteristics of the velocity fields, the shear stress distributions and the secondary flows in a symmetrical aortic bifurcation. The branching angle is equal to 60 and the branch-to-trunk area ratio to 0.8. The numerical simulations are performed using the FIDAP programme. Although restrictive by the hypotheses of steady flow and rigid channel, with rectangular cross-sections, this study shows the importance of the three-dimensional effects in particular as far as concerned the wall shear stress behaviours.

Résumé
Les bifurcations sont des singularités vasculaires présentant un intérêt particulier car elles sont le site privilégié de dépôts athéromateux ; la localisation de ces dépôts dépendant des valeurs maximum du cisaillement en paroi. L'objectif de cette étude est de comparer les caractéristiques bidimensionnels et tridimensionnels des champs de vitesse, de la distribution du cisaillement pariétal et des écoulements secondaires dans un modèle de bifurcation aortique. L'angle de bifurcation est de 60 et le rapport des sections branche fille branche mère est de 0,8. Les simulations numériques sont effectuées sur la base du logiciel FIDAP. Bien que restrictifs de part certaines hypothèses, écoulement permanent dans un modèle de bifurcation rigide avec des sections rectangulaires, ces travaux montrent l'importance des effets tridimensionnels notamment au niveau du cisaillement pariétal.