Modelagem Numérica de Microbomba Peristáltica de Elastômero com Métodos Lagrangeanos

• Processo: 12/21090-5
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de fevereiro de 2013
• Data de Término da vigência: 30 de novembro de 2016
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Mecânica - Mecânica dos Sólidos
• Pesquisador responsável: Luiz Otávio Saraiva Ferreira
• Beneficiário: Edgar Andres Patino Narino
• Instituição Sede: Faculdade de Engenharia Mecânica (FEM). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Assunto(s): Mecânica computacional
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: discrete element method | dissipative particle dynamics | Fluid-structure modeling | Gpu | lagrangean methods | Parallel processing | Mecânica Computacional

Resumo

O transporte controlado de pequenas quantidades de fluidos é fundamental para os laboratórios químicos em um chip (Lab-On-a-Chip, ou LOC, em inglês), sistemas miniaturizados de crescente utilização em análises químicas e bioquímicas, e que tendem a substituir os atuais equipamentos analíticos. Micro-bombas e micro-válvulas são essenciais para o transporte controlado e preciso de fluidos nesses equipamentos. Um dos maiores problemas para o projeto de micro-bombas, microválvulas é a ausência de modelos precisos. Esta proposta de pesquisa trata da modelagem numérica de uma micro-bomba peristáltica de elastômero utilizando os métodos sem malha em um marco lagrangiano, que têm mostrado resultados promissores na simulação de problemas multiescala.Propõe-se, ao longo de três anos, realizar a modelagem computacional do comportamento dofluido e da estrutura mecânica da micro-bomba peristáltica de elastômero através de cincoatividades: 1) Revisão de métodos lagrangeanos elegíveis para a modelagem da interação fluido-estrutura em LOC's; 2) Eleição do método e formulação das equações constitutivas para a descrição do comportamento do fluido, estrutura e contato fluido-estrutura; 3) Implementação de um simulador hibrido de interação fluido-estrutura, especificamente projetado para métodos de partículas e execução em processadores gráficos de uso-geral (GPGPU's); 4) Modelagem numérica de uma micro-bomba peristáltica de elastômero; 5) Validação do simulador através da comparação de seus resultados com casos bem documentados na literatura e experimentação própria.

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

PATINO-NARINO, EDGAR ANDRES; IDAGAWA, HUGO SAKAI; DE LARA, DANIEL SILVA; SAVU, RALUCA; MOSHKALEV, STANISLAV A.; SARAIVA FERREIRA, LUIZ OTAVIO. Smoothed particle hydrodynamics simulation: a tool for accurate characterization of microfluidic devices. JOURNAL OF ENGINEERING MATHEMATICS, v. 115, n. 1, p. 183-205, APR 2019. (12/21090-5)

PATINO-NARINO, EDGAR A.; GALVIS, ANDRES F.; SOLLERO, PAULO; PAVANELLO, RENATO; MOSHKALEV, STANISLAV A.. A consistent multiphase SPH approximation for bubble rising with moderate Reynolds numbers. Engineering Analysis with Boundary Elements, v. 105, p. 1-19, AUG 2019. (12/21090-5)

Publicações acadêmicas

(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)

NARINO, Edgar Andres Patino. Modelagem numérica de microfluídica através do método lagrangeano sem malha smoothed particle hydrodynamics. 2017. Tese de Doutorado - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia Mecânica Campinas, SP.