Optimization of the operating point of an axial impeller without central shaft in blood flow - (:unkn) unknown (Editorial Tecnológica de Costa Rica (entidad editora), 2026)
Optimización del punto de operación de un impulsor axial sin eje central en flujo sanguíneo
This article covers the obtention of the mathematical models for the volumetric strain, pressure difference, and flow responses of an axial impeller designed for a ventricular assist device. This impeller has a novel geometry that requires the validation of its behavior at the structural and fluid dynamics level. Based on the specifications required for the application, the optimal operating point of the impeller is obtained in terms of its rotational velocity, material, and blood flow output velocity. Likewise, the range of values ​​of the factors that meet the specifications is obtained. Among the materials included are Platinum and the biocompatible polymer Peek. The analysis is carried out by means of a full factorial design of experiments, with results previously obtained using simulation tools. Obtaining the mathematical models is carried out by debugging the input factors and their interactions.
Este artículo abarca la obtención de los modelos matemáticos para las respuestas de deformación volumétrica, diferencia de presión y caudal de un impulsor axial diseñado para un dispositivo de asistencia ventricular. Dicho impulsor posee una geometría novedosa que requiere la validación de su comportamiento a nivel estructural y de dinámica de fluidos. Basándose en las especificaciones requeridas para la aplicación se obtiene el punto de operación óptimo del impulsor en cuanto a su velocidad de rotación, material y velocidad de salida del flujo sanguíneo. Asimismo, se obtiene el rango de valores de los factores que cumplen con las especificaciones. Dentro de los materiales incluidos se tiene el Platino y el polímero biocompatible Peek. El análisis se realiza por medio de un diseño de experimentos factorial completo, con resultados obtenidos previamente utilizando herramientas de simulación.  La obtención de los modelos matemáticos se realiza por medio de la depuración de los factores de entrada y sus interacciones.
Keywords: Design of experiments; superimposed contour plot; interaction plot; axial impeller; response optimization; Diseño de experimentos; gráfica superpuesta de contorno; gráfica de interacción; impulsor axial; optimización de respuesta