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Simulação computacional do sangue usando o método Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH)

Sousa, Thiago Carvalho

Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP; Universidade de São Paulo; Escola de Artes, Ciências e Humanidades 2019-11-29

Acesso online

  • Título:
    Simulação computacional do sangue usando o método Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH)
  • Autor: Sousa, Thiago Carvalho
  • Orientador: Biscaro, Helton Hideraldo
  • Assuntos: Simulação Computacional; Sangue; Métodos Numéricos; Malha Triangular; Fronteiras; Fluxo De Poiseuille; Sph (Smoothed Particle Hydrodynamics); Simulation Computational; Blood Flow; Poiseuille Flow; Numerical Methods; Boundaries; Triangular Mesh
  • Descrição: Simular computacionalmente fluidos biológicos é relevante para o treinamento médico, sistemas de apoio à decisão, desenvolvimento de novos equipamentos médicos, investigação de doenças, entre outras aplicações. Apesar disso, nossa revisão sistemática apontou que há carência de sistemas nesse sentido; e os existentes apresentam lacunas como o uso em regiões de geometrias complexas, e elevado tempo de execução. O objetivo de nosso trabalho é usar e aperfeiçoar o método numérico SPH (Smoothed Particle Hydrodynamics) para adaptar uma ferramenta computacional para simulação do sangue, com o objetivo de aprimorar o realismo de tais simulações e aperfeiçoar o teste de colisão com fronteiras - em nosso caso, se tratam de vasos sanguíneos representados por uma malha geométrica composta de triângulos. Neste trabalho apresentamos os fundamentos do método SPH; as características de sua implementação computacional; os resultados da revisão sistemática; as adaptações feitas para manter a incompressibilidade do fluido; os testes de validação numérica baseados no fluxo de Poiseuille; e a proposição de um novo algoritmo de colisão, que tem por base rotações 3D e números quatérnios. Nossos resultados mostraram que o novo teste de colisão foi efetivo, eliminando totalmente casos onde o fluido \"escapava\" do vaso sanguíneo
  • DOI: 10.11606/D.100.2020.tde-16122019-150635
  • Editor: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP; Universidade de São Paulo; Escola de Artes, Ciências e Humanidades
  • Data de criação/publicação: 2019-11-29
  • Formato: Adobe PDF
  • Idioma: Português
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