Simulações numéricas de queimaduras em tecidos via modelo não linear de biotransferência de calor

• Autor(a) principal: Ribeiro, Thiago dos Santos
• Data de Publicação: 2016
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFJF
• Texto Completo: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/3346
• topic: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA; Equação de Pennes; Queimadura de pele; MEF; Perfusão sanguínea; Condutividade térmica; Pennes's equation; Skin burn; MEF; Blood perfusion; Thermal conductivity

Este trabalho tem como objetivo efetuar uma análise da sensibilidade da perfusão sanguínea e da condutividade térmica ao se simular processos de queimadura de pele devido a uma fonte de calor externa, considerando diferentes condições de contorno e utilizando o método dos elementos finitos (MEF) para discretizar a equação de Pennes. O modelo 2D aqui empregado considera um tecido biológico formado pelas camadas de epiderme, derme e subcutânea, e considera também funções não lineares para perfusão sanguínea e condutividade térmica. A hipótese não linear se explica pelo fato que para a perfusão sanguínea observa-se um aumento seguido de uma diminui¸ca˜o acima das temperaturas específicas resultantes de danos induzidos pelo aumento de temperatura nos capilares sanguíneos, e que a condutividade térmica varia linearmente com o aumento da temperatura. O sistema de equações diferenciais ordinárias não lineares oriundo da discretização via MEF é resolvido empregando-se o método de Euler implícito em conjunto com o método de Picard. Uma vez determinado a distribuição de temperatura, o modelo de Arrhenius será utilizado para calcular o dano térmico e classificar a queimadura quanto ao seu grau (ou seja, primeiro, segundo ou terceiro grau).