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Modelagem numérica de microbomba peristáltica de elastômero com métodos lagrangeanos

Processo: 12/21090-5
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Doutorado
Vigência (Início): 01 de fevereiro de 2013
Vigência (Término): 30 de novembro de 2016
Área do 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

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 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. Citações Web of Science: 0.
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. Citações Web of Science: 0.
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, Faculdade de Engenharia Mecânica.

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