EVENTO
Métodos de Lattice-Boltzmann na modelagem do sistema cardiovascular humano: interação fluido-estrutura e modelos acoplados 3D-1D.
Tipo de evento: Seminário de Avaliação - Série A
Ao longo das últimas duas décadas a comunidade científica tem reconhecido que o desenvolvimento de diversas patologias no sistema cardiovascular humano (SCVH) está intimamente relacionado com fatores hemodinâmicos. Por isso, uma descrição detalhada da hemodinâmica que ocorre em distritos vasculares de interesse de um paciente específico pode servir como ferramenta auxiliar no prognóstico e diagnóstico de patologias, assim como, no planejamento cirúrgico. Atualmente, a única forma de obter uma descrição detalhada dos campos de pressão e velocidade em um segmento arterial de interesse é através da modelagem computacional do escoamento sanguíneo que ali ocorre. Nesta modelagem estão presentes diversos desafios a serem superados de forma computacionalmente eficiente, entre eles estão: a modelagem tridimensional do escoamento de fluidos sob condições fisiológicas, a interação entre o sangue e a parede arterial e a determinação das condições de contorno (entrada e saída) nos vasos sanguíneos. Neste trabalho, a modelagem tridimensional do escoamento sanguíneo é proposta através do método de lattice-Boltzmann (LBM). A equação de lattice-Boltzmann trabalha com distribuições de partículas na escala mesoscópica e aproxima, sob certas hipóteses, as equações de Navier-Stokes. Este método apresenta as vantagens de eficiente paralelização e de trabalhar com um conjunto distinto de variáveis que o dos métodos tradicionais, possibilitando a modelagem de outros fenômenos como a coagulação sanguínea. Ademais, a modelagem da interação fluido-estrutura é essencial para que fenômenos como o de propagação de ondas de pressão estejam presentes. A abordagem implementada no presente trabalho acopla o LBM e um método do tipo fronteira imersa de forma implícita, onde é possível modelar grandes deformações e deslocamentos em problemas bidimensionais e tridimensionais. Por fim, devido ao alto custo computacional e aos limitados métodos disponíveis para aquisição de imagens médicas, não se pode modelar e simular computacionalmente de maneira detalhada (3D) a hemodinâmica que ocorre em todo SCVH. Além disso, ao modelar tridimensionalmente segmentos arteriais isolados surgem, naturalmente, certas incertezas sobre as condições de contorno a serem impostas nos contornos artificiais que emergem ao realizar o isolamento do distrito de interesse. Portanto, optou-se por modelar de forma detalhada (3D) os segmentos arteriais de maior interesse (hemodinâmica local) e de forma simplificada (1D e 0D) o restante do sistema (hemodinâmica global), acoplando-os de forma implícita (com baixo custo computacional). Nesta abordagem, após o modelo global 1D ser calibrado, este é usado como uma condição de contorno auto-adaptativa para o modelo 3D.
Data Início: 21/08/2012 Hora: 09:00 Data Fim: 21/08/2012 Hora: 11:00
Local: LNCC - Laboratório Nacional de Computação Ciêntifica - Auditorio B
Aluno: Daniel Reis Golbert - Laboratório Nacional de Computação Científica - LNCC
Orientador: Pablo Javier Blanco - Laboratório Nacional de Computação Científica - LNCC Raúl A. Feijóo - Laboratório Nacional de Computação Científica - LNCC
Participante Banca Examinadora: Frédéric Gerard Christian Valentin - Laboratório Nacional de Computação Científica - LNCC Gilson Antônio Giraldi - Laboratório Nacional de Computação Científica - LNCC Rodrigo Surmas - PETROBRAS/CENPES/PDP/TRA -
