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

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2019
Autor(a) principal: Sousa, Thiago Carvalho
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/100/100131/tde-16122019-150635/
Resumo: 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