Tratamento numérico de fenômenos microscópicos em fluidodinâmica

Resumo

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.