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Métodos numéricos para interfaces móveis em microfluídica

Processo: 10/10960-3
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 01 de outubro de 2010
Vigência (Término): 30 de setembro de 2012
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Matemática - Matemática Aplicada
Pesquisador responsável:Gustavo Carlos Buscaglia
Beneficiário:Roberto Federico Ausas
Instituição-sede: Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
Assunto(s):Microfluídica   Característica de Euler   Ação capilar

Resumo

Os métodos numéricos e algoritmos existentes precisam de ser adequados e otimizados quando a dinâmica é dominada por fenômenos interfaciais. As aplicações em microfluidica, em particular, ainda nãoo dispoem de métodos robustos e gerais para sua simulação computacional. Esse projeto de pós-doutorado tem dois objetivos concretos: O primeiro é a consolidação de avanços recentes no tratamento Euleriano de interfaces móveis, em particular de técnicas de extrapolação da velocidade de transporte da interface e de aproximação com um novo espaço de elementos finitos as discontinuidades de pressão. Esses avanços recentes ainda tem aspectos a ser desenvolvidos, e outros já prontos ainda não foram publicados. O segundo objetivo é a extensão das técnicas disponíveis ao caso de interfaces mais complexas, visando a simulação de células individuais interagindo com dispositivos microfluidicos e/ou a superfície dos vasos capilares. Será assim desenvolvido e implementado software para a experimentação virtual de microescoamentos fluidicos com interfaces de tipo membranas celulares. Essa ferramenta permitirá, através de colaborações com outros grupos, a otimização e criação inovadora de microsensores, microlaboratórios, microreatores químicos ou biológicos, etc. No caminho, vários problemas de tipo fundamental da matemática aplicada e computação científica serão revisados, discutidos, com a intenção de contribuir ao estado da arte internacional. O foco estará em problemas hemodinâmicos, já que 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. (AU)