| Processo: | 17/27049-0 |
| Modalidade de apoio: | Bolsas no Brasil - Doutorado Direto |
| Data de Início da vigência: | 01 de maio de 2018 |
| Data de Término da vigência: | 28 de fevereiro de 2022 |
| Área de conhecimento: | Engenharias - Engenharia Mecânica - Projetos de Máquinas |
| Pesquisador responsável: | Emílio Carlos Nelli Silva |
| Beneficiário: | Diego Hayashi Alonso |
| Instituição Sede: | Escola Politécnica (EP). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil |
| Vinculado ao auxílio: | 13/24434-0 - Sistemas propulsores eletromagnéticos para coração artificial implantável e dispositivos de suporte circulatório mecânico, AP.TEM |
| Assunto(s): | Rotor Bombas centrífugas Viscosidade Coração auxiliar |
| Palavra(s)-Chave do Pesquisador: | Bomba centrífuga de múltiplos discos (bomba Tesla) | Dispositivos de assistência ventricular (DAVs) | Máquinas de Fluxo | otimização topológica | Projeto de rotores | Projeto de voluta | Otimização topológica |
Resumo Este trabalho se insere no escopo do projeto temático Sistemas Propulsores eletromagnéticos para coração artificial implantável e dispositivos de suporte circulatório mecânico, número FAPESP 2013/24434-0. Este trabalho se enquadra na linha de pesquisa de Dispositivos de Assistência Ventricular (DAVs), visando otimizar o desempenho de rotor e voluta de bombas de fluxo de pequena escala baseadas no efeito de viscosidade (bombas Tesla). Como DAVs são utilizados como substituição ou auxílio temporário do coração de um paciente, o aumento da sua eficiência em termos energéticos e redução de hemólise é de grande interesse. Esse aumento de eficiência pode ser obtido por meio de métodos de otimização, como o método de otimização topológica, que é capaz de criar o formato do rotor e da voluta. A modelagem será de fluido não-Newtoniano (sangue). A montagem do problema de otimização é feita com uma função multiobjetivo visando indiretamente minimizar a perda de carga causada pela dissipação de energia (de modo a minimizar a taxa de hemólise), minimizar o torque de acionamento, minimizar a vorticidade (de modo a diminuir a coagulação do sangue) e maximizar a carga manométrica no escoamento. O modelo de material a ser usado na otimização topológica é baseado no "método de densidade". A implementação numérica será feita na plataforma FEniCS, utilizando o método adjunto de cálculo de derivadas (dolfin-adjoint) e algoritmo de otimização de ponto interior (IPOPT). Os resultados de otimização topológica serão interpretados e fabricados utilizando manufatura aditiva (i.e., impressora 3D), sendo caracterizados experimentalmente em termos de vazão e carga manométrica geradas pelos protótipos. (AU) | |
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