Um modelo de remodelamento ósseo utilizando potenciais termodinâmicos generalizados

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Tormena, Flavia Viviani
Data de Publicação: 2009
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFPR
Texto Completo: https://hdl.handle.net/1884/20891
Resumo: Orientadora: Profª. Drª Mildred Ballin Hecke
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spelling Machado, Roberto Dalledone, 1957-Universidade Federal do Paraná. Setor de Tecnologia. Programa de Pós-Graduação em Métodos Numéricos em EngenhariaHecke, Mildred Ballin, 1956-Tormena, Flavia Viviani2024-05-20T14:08:25Z2024-05-20T14:08:25Z2009https://hdl.handle.net/1884/20891Orientadora: Profª. Drª Mildred Ballin HeckeCoorientador: Prof. Dr. Roberto Dalledone MachadoTese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Exatas e Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Métodos Numéricos em Engenharia. Defesa: Curitiba, 07/07/2009Inclui bibliografiaÁrea de concentração: Programação matemáticaResumo: Os ossos são os elementos responsáveis pela sustentação do corpo e uma das suas principais características é a capacidade de auto-adaptação, que consiste em modificar constantemente, ao longo de toda a vida, sua microestrutura. O processo que determina esta modificação é chamado de remodelação interna e muitos são os mecanismos e os estímulos mecânicos e fisiológicos, que o governam. Estes estímulos não estão completamente compreendidos mas, pode-se afirmar que o microdano é um dos principais estímulos para o processo de remodelação. A partir dessa constatação foi proposta a utilização do formalismo da termodinâmica, amplamente utilizado para os metais e para problemas que envolvem a mecânica do dano, para descrever os processos de remodelação óssea. Neste trabalho são utilizados Potenciais Termodinâmicos que vão gerar as Leis de Estado, baseados em variáveis internas escalares, além de Potenciais de Dissipação, que vão determinar a evolução das variáveis ao longo do tempo, fazendo-se uso da Análise Convexa. As equações constitutivas são solucionadas por algoritmos da Programação Matemática e a implementação numérica dessa teoria utiliza o Método dos Elementos Finitos na discretização espacial. São implementados dois programas, denominados REMOLD 1D e REMOLD 2D, que determinam o processo de remodelação óssea para problemas unidimensionais e bidimensionais, respectivamente. A vantagem de se utilizar esse formalismo é a obtenção de um modelo capaz de incorporar diversas características do fenômeno, e que, seguramente, não viola as Leis da Termodinâmica.Abstract: The bones are the elements responsible to support the body and one of their main characteristics is the capability of self adaptation, that consists in continuous changes in their micro-structure during life-time. The process responsible for this modification is called internal remodelling and there are many mechanisms and physiological and mechanics stimulus that control this process. This stimulus are not completely understood, but it can be said that the micro-damage is one of the most important stimulus for the process of remodeling. From this statement was proposed the utilization of the formal rules of thermodynamics, widely used for metals and for problems related with mechanical of damage, to describe the process of bones remodeling. In this work are used the thermodynamics potentials that will generate the laws of state, based on internal scalar variables, also dissipation potentials that will determinate the evolution of the variables during the time, making use of convex analysis. The constitutive equations are solved with mathematical programming algorithms and the numerical implementation of this theory uses the Finite Elements Method to spatial discretization. Two programs, named REMOLD 1D and REMOLD 2D, are implemented to determine the process of bone remodeling for onedimensional and bidimensional problems, respectively. The advantages in the use of this formalism is the possibility of obtaining a model capable of including many characteristics of the phenomenon, that sorely , do not go against thermodynamics rules.183f. : il., grafs., tabs.application/pdfDisponível em formato digitalOssosTermodinâmicaProgramaçao (Matemática)Análise numéricaUm modelo de remodelamento ósseo utilizando potenciais termodinâmicos generalizadosinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisporreponame:Repositório Institucional da UFPRinstname:Universidade Federal do Paraná (UFPR)instacron:UFPRinfo:eu-repo/semantics/openAccessORIGINALTese Flavia Tormena - versao final.pdfapplication/pdf3650299https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/20891/1/Tese%20Flavia%20Tormena%20-%20versao%20final.pdf8ade3a9000d0bea7b943fbbcd7273a1aMD51open accessTEXTTese Flavia Tormena - versao final.pdf.txtExtracted Texttext/plain274756https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/20891/2/Tese%20Flavia%20Tormena%20-%20versao%20final.pdf.txt16ce5416ea7a0f4745bacd6011098043MD52open accessTHUMBNAILTese Flavia Tormena - versao final.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1246https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/20891/3/Tese%20Flavia%20Tormena%20-%20versao%20final.pdf.jpg614e3ac2a6671c7c3f7812af046e838fMD53open access1884/208912024-05-20 11:08:25.432open accessoai:acervodigital.ufpr.br:1884/20891Repositório de PublicaçõesPUBhttp://acervodigital.ufpr.br/oai/requestopendoar:3082024-05-20T14:08:25Repositório Institucional da UFPR - Universidade Federal do Paraná (UFPR)false
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