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Tese de Doutorado
DOI
10.11606/T.98.2018.tde-09012018-075451
Documento
Autor
Nome completo
Marcelo Mecchi Morales
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2017
Orientador
Banca examinadora
Andrade, Aron Jose Pazin de (Presidente)
Fonseca, Jeison William Gomes da
Bock, Eduardo Guy Perpétuo
Horikawa, Oswaldo
Título em português
Modelagem matemática da fluidodinâmica não-newtoniana e bifásica simplificada da hemólise induzida mecanicamente em sistemas de bombeamento centrífugo de sangue
Palavras-chave em português
Análise Numérica Assistida por Computador
Bombas Centrífugas
Computação Matemática
Coração Auxiliar
Hemólise
Mecânica de Fluidos
Simulação por Computador
Resumo em português
A hemólise induzida mecanicamente em sistemas de bombeamento centrífugo é um processo complexo para o qual ainda se almeja um modelo matemático que possa auxiliar eficazmente o desenvolvimento e otimização destes dispositivos médicos. Este trabalho propõe um equacionamento matemático do escoamento do fluido sanguíneo no interior de bombas centrífugas, levando-se em consideração as variações do campo de tensões através de uma abordagem reológica não-newtoniana. A destruição da fase globular é modelada matematicamente por uma distribuição estatística. Tal modelo bifásico simplificado é utilizado em simulações numéricas de experimentos virtuais propostos e padronizados pela comunidade científica internacional especializada. A validação do modelo é realizada através de comparação com resultados referenciais. Os resultados obtidos demonstram um nova possibilidade de solução numérico-computacional para o problema da hemólise por trauma mecânico.
Título em inglês
Simplified two-phase description for the non-Newtonian flow induced hemolysis in centrifugal blood systems
Palavras-chave em inglês
Centrifugal Pumps
Computer Simulation
Computer-Assisted
Flow Mechanics
Heart-Assist Devices
Hemolysis
Mathematical Computing
Numerical Analysis
Resumo em inglês
Mechanically induced hemolysis in centrifugal pumping systems is a complex process for which a mathematical model is still desired. It can effectively aid the development and optimization of these medical devices. This work proposes a mathematical modeling for the blood flow into centrifugal pumps, taking into account the variations of the stress field through a non-Newtonian rheological approach. The destruction of the globular phase is mathematically modeled by a statistical distribution. Such a simplified two-phase model is used in numerical simulations of virtual experiments proposed and standardized by the international scientific community. The validation of the model is performed through comparison with reference results. The results obtained show a new mathematical solution for the problem of hemolysis induced by mechanical trauma.
 
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Data de Publicação
2018-06-22
 
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