"Modelação numérica avançada e simulação da dinâmica de vesículas usando campo de fase e análise isogeométrica" - 31 de janeiro, 2025, sexta-feira, 15h00, Pavilhão de Mecânica II, anfiteatro AM

Data: 31 de janeiro, 2025, sexta-feira
Hora: 15h00
Local: Pavilhão de Mecânica II, anfiteatro AM

• Orador: Navid Valizadeh (Faculdade de Matemática e Física, Leibniz University Hannover)

• Título: "Modelação numérica avançada e simulação da dinâmica de vesículas usando campo de fase e análise isogeométrica"

• Resumo:

Nesta palestra, será aprofundado técnicas numéricas para modelação e simulação de vesículas usando campo de fase e métodos de análise isogeométrica. As vesículas, como membranas de bicamada lipídica cheias de líquido, desempenham um papel crucial em vários processos biológicos e têm aplicações significativas na distribuição de medicamentos, na produção de biomoléculas e na criação de sistemas semelhantes a células artificiais. De início, será discutido o modelo de campo de fase de Navier-Stokes para a hidrodinâmica de vesículas, com foco em vesículas semelhantes em escoamentos de fluido incompressível. Este modelo consegue captar efetivamente as interações complexas entre as vesículas e o fluido circundante, tendo em conta a flexão da membrana, as forças de tensão e a inextensibilidade da superfície. A seguir, será demonstrado como este modelo pode ser estendido para estudar vesículas multicomponentes. Será apresentado o desenvolvimento de um modelo de campo de fase termodinamicamente consistente destinado a investigar a hidrodinâmica de vesículas multicomponentes inextensíveis em vários escoamentos de fluidos. Este modelo abrangente combina as equações de Navier-Stokes para a dinâmica de fluidos, as equações de Cahn-Hilliard para distribuição de material e uma equação de advecção-difusão não linear para evolução da membrana de vesículas. Utilizando um método variacional multiescala, baseado em resíduos, num enquadramento típico de elementos finitos de Galerkin, o modelo é solucionado com um esquema monolítico implícito para aumentar a precisão e a estabilidade. Será apresentado os principais resultados de simulações bidimensionais e tridimensionais de vesículas multicomponentes em escoamentos de corte e de Poiseuille, com e sem obstruções. Adicionalmente, será discutido um problema de otimização de campo de fase, com constrangimentos, relacionado com a evolução morfológica de vesículas em campos elétricos, mostrando como os campos elétricos influenciam a forma e a dinâmica das vesículas. Ao aproveitar a análise isogeométrica para maior precisão, estes modelos fornecem um enquadramento robusto para simular os comportamentos complexos de vesículas multicomponentes sob uma variedade de condições biofísicas.

• Curta Nota Biográfica:

Dr. Valizadeh completou o seu Doutoramento com a mais alta distinção (summa cum laude) na Bauhaus University Weimar, na Alemanha, em 2021, incluindo um ano como investigador visitante na University of California San Diego, EUA. Após o seu Doutoramento, ingressou na Leibniz University Hannover como investigador pós-doc e docente na Faculdade de Matemática e Física, onde continua a lecionar e supervisionar estudantes de doutoramento. Dr. Valizadeh tem sido o investigador principal em vários projetos de investigação de impacto elevado, suportados por prestigiados financiamentos, desde o Conselho Europeu de Investigação (ERC - European Research Council), a Fundação Alemã de Investigação (DFG) e as Ações Marie Curie. A sua investigação concentra-se em mecânica computacional, com foco particular no desenvolvimento de métodos numéricos para problemas multifísicos. As suas principais áreas de especialização incluem modelação de campo de fase, interação computacional fluido-estrutura, análise isogeométrica, biomecânica e o estudo de equações diferenciais parciais de alta ordem (de superfície e em volume) acopladas.

Este é mais um Seminário do ciclo de "Seminários@DEM".
Seminário seguinte, 28 de fevereiro, 2025, quinta-feira, 15h00.