Numerical techniques for microscopic phenomena in fluid dynamics

• Grant number: 11/01800-5
• Support Opportunities: Scholarships in Brazil - Doctorate
• Start date: July 01, 2011
• End date: May 31, 2015
• Field of knowledge: Physical Sciences and Mathematics - Mathematics - Applied Mathematics
• Principal Investigator: Gustavo Carlos Buscaglia
• Grantee: Diego Samuel Rodrigues
• Host Institution: Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brazil

Abstract

Os métodos numéricos e algoritmos existentes em mecânica dos fluidos computacional precisam de ser adequados e otimizados quando as simulações correspondem a escoamentos microfluidicos. Esse projeto de doutorado se orienta ao desenvolvimento de técnicas numéricas para levar em conta as energias relevantes na microescala (especialmente as interfaciais), incorporando também as flutuações estatísticas próprias de sistemas submicrométricos (forças brownianas). Serão assim desenvolvidos métodos de discretização e implementado software para a experimentação virtual de microescoamentos fluidicos com interfaces com física complexa (elástica/viscosa não linear), com um tratamento estocástico do tipo dinâmica de Langevin (adequadamente interpretada para sistemas de dimensão infinita). Os desafios matemáticos e numéricos desse objetivo estão alinhados com várias linhas de pesquisa de grande interesse na comunidade científica internacional da área, prevendo-se um bom impacto dos resultados da tese. O foco dos estudos estará inspirado nas escalas e propriedades típicas de sistemas biológicos, tais como membranas celulares e agentes bioquímicos de vetorização de drogas. Essa pesquisa é proposta no marco do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Medicina Assistida por Computação Científica, do qual o Laboratório de Computação de Alto Desempenho do ICMC-USP faz parte. Esse doutorado também está relacionado com o Projeto de Pesquisa Individual FAPESP, Processo 2009/17758-8.

Scientific publications

(References retrieved automatically from Web of Science and SciELO through information on FAPESP grants and their corresponding numbers as mentioned in the publications by the authors)

RODRIGUES, DIEGO S.; AUSAS, ROBERTO F.; MUT, FERNANDO; BUSCAGLIA, GUSTAVO C.. A semi-implicit finite element method for viscous lipid membranes. Journal of Computational Physics, v. 298, p. 565-584, OCT 1 2015. (12/14481-8, 12/23383-0, 14/19249-1, 11/01800-5)

Academic Publications

(References retrieved automatically from State of São Paulo Research Institutions)

RODRIGUES, Diego Samuel. A numerical approach to the mechanics of lipid interfaces: modeling and simulation. 2015. Doctoral Thesis - Universidade de São Paulo (USP). Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC/SB) São Carlos.