EXPLORANDO O PROGRAMA FREEFEM++ PARA A SIMULAÇÃO DO ESCOAMENTO NO SISTEMA CARDIOVASCULAR HUMANO

Allana Rodrigues Pavão; Heloísa L. S. Fernandes

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Trabalho

Título do Trabalho

EXPLORANDO O PROGRAMA FREEFEM++ PARA A SIMULAÇÃO DO ESCOAMENTO NO SISTEMA CARDIOVASCULAR HUMANO

Autores

Allana Rodrigues Pavão
Heloísa L. S. Fernandes

Modalidade

Resumo apresentação oral padrão

Área temática

Centro de Tecnologia (CT)/Engenharia Química

Data de Publicação

22/03/2021

País da Publicação

Brasil

Idioma da Publicação

Português

Página do Trabalho

https://www.even3.com.br/anais/jgmictac/313793-explorando-o-programa-freefem-para-a-simulacao-do-escoamento-no-sistema-cardiovascular-humano

ISBN

978-65-5941-128-3

Palavras-Chave

Elementos finitos, hemodinâmica computacional, simulação

Resumo

As doenças cardiovasculares estão entre as maiores causas de morte no mundo, representando, segundo a OMS, 31% das mortes globais em 2015 (WORLD HEALTH ORGANIZATION, 2020). Por isso nota-se um aumento nas pesquisas voltadas para essa área, principalmente de forma interdisciplinar. A modelagem computacional do escoamento sanguíneo vem como um meio de auxiliar no planejamento e desenvolvimento de intervenções cirúrgicas, sendo um campo que avança cada vez mais por conta do surgimento de melhores métodos numéricos e algoritmos nos últimos anos (TARABAY, 2016). O objetivo desse trabalho é explorar o uso do software open-source FreeFEM++ em simulações do escoamento de fluidos, inicialmente bidimensionais, de modo a verificar sua aplicabilidade a simulações mais complexas relacionadas à hemodinâmica computacional. As propriedades do fluido adotadas nas simulações são semelhantes às do sangue humano, considerado como um fluido incompressível e newtoniano, cujo escoamento é descrito pelas equações da Continuidade e de Navier-Stokes. Após a obtenção da forma fraca destas equações, o programa FreeFEM++ foi utilizado para a solução numérica destas através do método dos elementos finitos (KUZMIN e HÄMÄLÄINEN, 2015). A simulação em regime permanente de um fluido que entra em um domínio bidimensional com velocidade uniforme resultou em perfis de velocidade e pressão esperados. Os resultados obtidos para uma simulação em regime transiente, em que o fluido entra com perfil parabólico de velocidades em um domínio com fluido em repouso, também foram condizentes com o esperado. Como vantagens do FreeFEM++, apresentam-se a relativa simplicidade para a composição dos códigos e a visualização imediata dos gráficos dos campos de pressão e velocidades; porém, a documentação do programa é um pouco restrita. A partir dessas simulações preliminares, considera-se viável a utilização do programa FreeFEM++ para outras simulações mais complexas, como aquelas em domínios tridimensionais e aquelas em que os campos de pressão e velocidades apresentam caráter pulsátil, próprio do escoamento no sistema cardiovascular. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS KUZMIN, D; HÄMÄLÄINEN, J. Finite Element Methods for Computational Fluid Dynamics: A Practical Guide. Philadelphia: Society for Industrial and Applied Mathematics, 2015. TARABAY, R. Simulations des écoulements sanguins dans des réseaux vasculaires complexes. 2016. 156 f. Tese (Doutorado em Matemática Aplicada) - École doctorale Mathématiques, sciences de l'information et de l'ingénieur, Université de Strasbourg, Strasbourg, 2016. WORLD HEALTH ORGANIZATION. Cardiovascular Diseases. Disponível em https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/cardiovascular-diseases-(cvds). Acesso em 14 out. 2020.

Título do Evento: XLII Jornada Giulio Massarani de Iniciação Científica, Tecnológica, Artística e Cultural (JICTAC 2020 - Edição Especial) - Evento UFRJ
Título dos Anais do Evento: Anais da Jornada Giulio Massarani de Iniciação Científica, Tecnológica, Artística e Cultural
Nome da Editora: Even3
Meio de Divulgação: Meio Digital

Como citar

PAVÃO, Allana Rodrigues; FERNANDES , Heloísa L. S. Fernandes . EXPLORANDO O PROGRAMA FREEFEM++ PARA A SIMULAÇÃO DO ESCOAMENTO NO SISTEMA CARDIOVASCULAR HUMANO.. In: Anais da Jornada Giulio Massarani de Iniciação Científica, Tecnológica, Artística e Cultural. Anais...Rio de Janeiro(RJ) UFRJ, 2021. Disponível em: https//www.even3.com.br/anais/jgmictac/313793-EXPLORANDO-O-PROGRAMA-FREEFEM-PARA-A-SIMULACAO-DO-ESCOAMENTO-NO-SISTEMA-CARDIOVASCULAR-HUMANO. Acesso em: 20/06/2025