Modelagem multiescala das propriedades efetivas de osso cortical

• Processo: 15/16219-7
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 21 de setembro de 2015
• Data de Término da vigência: 20 de dezembro de 2015
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Biomédica - Bioengenharia
• Pesquisador responsável: Adair Roberto Aguiar
• Beneficiário: Uziel Paulo da Silva
• Supervisor: Iwona Jasiuk
• Instituição Sede: Escola de Engenharia de São Carlos (EESC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: University of Illinois at Urbana-Champaign, Estados Unidos
• Vinculado à bolsa: 14/21836-2 - Modelagem multiescala e cálculo de propriedades efetivas de osso cortical, BP.PD
• Assunto(s): Biomecânica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Asymptotic Homogenization Method | Cortical Bone | Effective Properties | Hierarchical Structure | Piezoelectricity | Biomecânica

Resumo

Métodos Multiescala foram realizados para caracterizar osso cortical como um material heterogêneo com estrutura hierárquica. Desejamos empregar o Método de Homogeneização Assintótica (MHA) para determinar as propriedades eletromecânicas efetivas de osso cortical. Inicialmente, modelaremos osso cortical como um compósito bifásico (abrangendo desde a mesoescala, a qual varia de 1-10 cm, e envolve um arranjo de ósteons no osso cortical, até a macroescala, envolvendo todo o osso) contendo uma distribuição periódica de furos cilíndricos circulares em uma matriz piezoelétrica de classe de simetria 6. Cada furo na matriz está centrado em uma célula hexagonal regular. Utilizaremos o MHA no problema de valor de contorno correspondente para calcular as constantes eletromecânicas efetivas do meio homogeneizado resultante. O modelamento matemático de problemas de valor de contorno que conduzem à determinação das propriedades piezoelétricas efetivas de tecidos biológicos é difícil e exige o envolvimento de grupos de pesquisa com diferentes formações. Isto motiva e justifica a iniciativa do candidato em passar algum tempo fora do país com um grupo de pesquisa que possui uma vasta experiência no modelamento multiscala de estruturas hierárquicas. A participação do candidato neste projeto lhe permitirá estender seus interesses de pesquisa em áreas relacionadas com a modelagem de osso cortical e além.