Formulação ADO para problemas unidimensionais de transferência radiativa acoplados à equação de biotransferência de calor com aplicação à hipertermia induzida por laser

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Groff, Fernando
• Orientador(a): Barichello, Liliane Basso
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Equação de transferência radiativa; Transferência de calor; Método analítico de ordenadas discretas
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/259391

Neste trabalho, foi desenvolvida uma formulação matemática para a resolução de problemas unidimensionais de transferência de calor em tecidos biológicos com influência da radiação térmica, definidos em um meio multicamada em geometria plana infinita. Com o objetivo de obter uma solução precisa e eficiente para o fenômeno de radiação, o método Analítico de Ordenadas Discretas (ADO) foi aplicado junto de uma decomposição da intensidade à equação de transferência radiativa monocromática em estado estacionário, com simetria azimutal, espalhamento anisotrópico arbitrário e condições de contorno gerais, incluindo a incidência de radiação colimada. Com respeito ao fenômeno de biotransferência de calor, uma versão recente do método de Volumes Finitos, capaz de preservar a estrutura tridiagonal da discretização clássica em meios homogêneos, foi aplicada à equação de Pennes, considerando interfaces em contato térmico ideal e condições de contorno gerais. Ambos os métodos se mostraram rápidos e precisos quando comparados a resultados conhecidos de problemas de transporte de partículas e de biotransferência de calor. Como aplicação, dois problemas relevantes para o tratamento de câncer por hipertermia induzida por laser foram analisados, incluindo casos sem e com nanopartículas absorvedoras. Aqui, foi observada a relevância do uso de aproximações em ordenadas discretas de alta ordem para modelar com precisão o fenômeno de transferência radiativa. Por outro lado, para os parâmetros considerados, foi possível resolver o problema de biotransferência de calor com boa precisão utilizando aproximações menos refinadas da radiação absorvida. Os resultados numéricos apresentados para essa aplicação, não publicados anteriormente na literatura de acordo com nosso conhecimento, sugerem que a formulação pode ser utilizada para resolver com precisão problemas unidimensionais de transferência de calor em tecidos biológicos com influência da radiação térmica.