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Modelo matemático determinístico para previsão da macroestrutura bruta de solidificação; Deterministic mathematical model for the prediction of the as-cast macrostructure

AGUIAR, Davi Teves; MARTORANO, Marcelo de Aquino
Fonte: Escola de Minas Publicador: Escola de Minas
Tipo: Artigo de Revista Científica
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Um modelo multifásico determinístico foi implementado para simular a solidificação unidirecional com o objetivo de prever a estrutura de grãos bruta de solidificação. O modelo consiste nas equações macroscópicas de conservação da energia, massa e espécies químicas, acopladas a leis de crescimento dendrítico. Foi adotado um modelo de nucleação dos grãos equiaxiais baseado em uma distribuição Gaussiana de super-resfriamentos. Em determinadas condições de nucleação, ocorrem oscilações nas curvas de resfriamento que impossibilitam a correta previsão do tamanho de grão médio ao longo da estrutura. Diversas simulações foram realizadas fora dessas condições, possibilitando uma análise do efeito do coeficiente de transferência de calor no tamanho de grão médio e na posição da transição colunar-equiaxial.; A multiphase deterministic mathematical model was implemented to predict the formation of the grain macrostructure during unidirectional solidification. The model consists of macroscopic equations of energy, mass, and species conservation coupled with dendritic growth models. A grain nucleation model based on a Gaussian distribution of nucleation undercoolings was also adopted. At some solidification conditions...

Deterministic mathematical model for the prediction of the as-cast macrostructure

AGUIAR, Davi Teves; MARTORANO, Marcelo de Aquino
Fonte: ESCOLA DE MINAS Publicador: ESCOLA DE MINAS
Tipo: Artigo de Revista Científica
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A multiphase deterministic mathematical model was implemented to predict the formation of the grain macrostructure during unidirectional solidification. The model consists of macroscopic equations of energy, mass, and species conservation coupled with dendritic growth models. A grain nucleation model based on a Gaussian distribution of nucleation undercoolings was also adopted. At some solidification conditions, the cooling curves calculated with the model showed oscillations (""wiggles""), which prevented the correct prediction of the average grain size along the structure. Numerous simulations were carried out at nucleation conditions where the oscillations are absent, enabling an assessment of the effect of the heat transfer coefficient on the average grain size and columnar-to-equiaxed transition.

Utilização de modelo matemático de otimização para identificação de locais para instalação de unidades armazenadoras de soja no estado do Mato Grosso; Use of mathematical model of optimization to identify places for the setting up of soybean storage units in the state of Mato Grosso

Ferrari, Renata Cristina
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 15/03/2006 PT
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O presente trabalho teve como objetivo definir o rearranjo espacial da capacidade estática de armazenamento de soja no estado do Mato Grosso a partir de um modelo matemático de localização, visando à minimização dos custos logísticos envolvidos no escoamento da produção do grão aos armazéns e desses aos principais portos brasileiros. O instrumental utilizado para tanto foi a programação inteira-mista, considerando que o mercado em questão atua em concorrência perfeita, com oferta (produção) e demanda (exportação) fixas e ausência de diferença tecnológica e de economia de escala nas atividades de armazenamento e transporte. Foi adotado como premissa básica que o transporte dos locais armazenadores aos portos se dará apenas pela logística intermodal (rodo-ferro/hidroviário). Foram elaborados quatro cenários para tal análise, que incorporaram alterações na demanda, na economia de escala dos custos de construção dos armazéns graneleiros e mudanças na seleção dos armazéns para atendimento às exportações. Para todas essas simulações foi considerada a ausência de armazéns graneleiros no Mato Grosso, para comparação dos resultados com a situação da rede armazenadora existente. Os resultados obtidos sinalizaram que há uma tendência para ampliação da capacidade estática de armazenamento...

Modelo matemático para avaliação hidrodinâmica em reatores tubulares operando em regime não-permanente; Mathematical model for hydrodynamic evaluation of pipe reactors with diffusion operated in non-steady flow

Salgado, Monique Toledo
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 27/06/2008 PT
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No meio científico são bastante utilizados os modelos matemáticos para avaliar as características hidrodinâmicas de reatores, porém a literatura é pobre em informações relativas à aplicação do equacionamento matemático em regime não-permanente. Neste trabalho foi aplicado um modelo matemático simulando a hidrodinâmica de reatores tubulares com dispersão para avaliar o efeito da variação de vazão afluente sobre os parâmetros hidrodinâmicos. As simulações foram efetuadas considerando vazão e volume constantes, vazão e volume variáveis e vazão variável e volume constante. Foi investigada a influência de dois tipos de ensaios estímulo-resposta, pulso e degrau, para aplicação de modelos matemáticos e determinação das curvas de distribuição do tempo de residência (DTR) experimentais. Teoricamente ambos devem fornecer os mesmos resultados embora o ensaio em pulso costume apresentar maior sensibilidade experimental. Conforme esperado, ambos os ensaios apresentaram os mesmos resultados finais. Também foram avaliados os traçadores empregados nos dois tipos de ensaios estímulo-resposta, pulso e degrau. Foram empregados três traçadores diferentes - verde de bromocresol, azul de bromofenol e eosina Y que proporcionaram curvas com diferentes características. Como ferramenta auxiliar da modelação foram estudas a determinação das curvas DTR experimentais com auxílio de duas técnicas distintas. Para calibrar o modelo matemático proposto foram utilizados dados de reatores em escala de bancada com diferentes configurações submetidas a variações de vazões afluentes. Os dados de um reator UASB em escala piloto - submetido a variações cíclicas de vazão afluente de 40 e 60% - foram empregados para calibrar e verificar o modelo matemático proposto. Os resultados encontrados com o modelo matemático proposto nesta pesquisa demonstraram que a variação de vazão afluente não deve ser negligenciada. O modelo utilizado representou adequadamente o reator UASB. Seus resultados...

Modelagem matemática da transferência de calor durante a fundição centrífuga.; Mathematical model of heat transfer during centrifugal casting.

Vacca Dilavarian, Santiago Marcelo
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 04/09/2012 PT
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A fundição centrífuga é um importante processo de produção de tubos de ligas metálicas e de cilindros de laminação. A transferência de calor no metal durante a fundição centrífuga de tubos foi modelada matematicamente e o coeficiente de transferência de calor na interface metal-molde determinado em função do tempo utilizando a técnica da solução inversa. A solução inversa foi obtida a partir das curvas de resfriamento experimentais disponíveis na literatura para a fundição centrífuga de um tubo de ferro-fundido. O resultado da solução inversa mostrou, pela primeira vez, que o comportamento do coeficiente de transferência de calor na interface metal-molde durante a fundição centrífuga é semelhante ao da fundição estática: tem-se um valor elevado logo após o vazamento, apresentando um decréscimo exponencial com o tempo. Um modelo matemático da transferência de calor na interface metal-molde foi desenvolvido com base nos mecanismos fundamentais de transferência de calor, como a transferência por condução e radiação através do vão formado nesta interface. Para a previsão deste vão, foram considerados os efeitos da contração térmica e da deformação plástica da casca metálica solidificada. A utilização deste modelo matemático para a transferência de calor na interface metal-molde permitiu o cálculo de curvas de resfriamento em excelente aderência às curvas experimentais reportadas na literatura.; Centrifugal casting is an important process to produce metallic pipes in general and cylinders for steel rolling mills. A mathematical model was proposed for the heat transfer during solidification of centrifugally cast pipes. The heat transfer coefficient at the metal-mold interface was determined as a function of time by the inverse solution technique. The inverse solution was obtained using experimental cooling curves available in the literature for a centrifugally cast-iron pipe. The inverse solution showed...

Modelo matemático para avaliação hidrodinâmica de escoamentos em regime não-permanente; Mathematical model for hydrodynamic evaluation in non-steady state reactors

Costa, Daniel Jadyr Leite
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 20/03/2015 PT
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Projetos de reatores para tratamento de águas de abastecimento e águas residuárias envolvem o conhecimento da hidrodinâmica do escoamento e das reações químicas e bioquímicas que ocorrem em seu interior. A variável hidrodinâmica pode interferir de modo significativo na eficiência da unidade, visto que ela influencia diretamente no desempenho da cinética das reações. Existem muitos reatores que operam em regime não-permanente de vazão, entretanto, são poucos os trabalhos disponíveis na literatura científica que sugerem o desenvolvimento de métodos para a avaliação da hidrodinâmica desse tipo de escoamento. A aplicação de modelos convencionais para avaliações hidrodinâmicas desses reatores é conceitualmente errada, visto que os mesmos são desenvolvidos considerando-se um regime permanente de vazão. Nesse contexto apresenta-se nesse trabalho um modelo matemático voltado para a avaliação hidrodinâmica de reatores que operam em regime não-permanente de vazão, com intuito de subsidiar as análises e previsões de seu comportamento. Foi utilizada a técnica DTR para levantamento de dados experimentais e um software de simulação numérica, o Vensim 6.3 da Ventana Systems, para auxiliar no desenvolvimento do modelo. Após a sua calibração e validação...

Effectiveness-ntu computation with a mathematical model for cross-flow heat exchangers

Navarro, H. A.; Cabezas-Gómez, L. C.
Fonte: Brazilian Society of Chemical Engineering Publicador: Brazilian Society of Chemical Engineering
Tipo: Artigo de Revista Científica Formato: 509-521
ENG
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Due to the wide range of design possibilities, simple manufactured, low maintenance and low cost, cross-flow heat exchangers are extensively used in the petroleum, petrochemical, air conditioning, food storage, and others industries. In this paper a mathematical model for cross-flow heat exchangers with complex flow arrangements for determining epsilon -NTU relations is presented. The model is based on the tube element approach, according to which the heat exchanger outlet temperatures are obtained by discretizing the coil along the tube fluid path. In each cross section of the element, tube-side fluid temperature is assumed to be constant because the heat capacity rate ratio C*=Cmin/Cmax tends toward zero in the element. Thus temperature is controlled by effectiveness of a local element corresponding to an evaporator or a condenser-type element. The model is validated through comparison with theoretical algebraic relations for single-pass cross-flow arrangements with one or more rows. Very small relative errors are obtained showing the accuracy of the present model. epsilon -NTU curves for several complex circuit arrangements are presented. The model developed represents a useful research tool for theoretical and experimental studies on heat exchangers performance.

Modelamento matematico do processo de esterilização de alimentos condutivos em embalagem de vidro; Mathematical model of the process of conductive food sterilization in glass packing

Claudia Regina Gonçalves Pinho
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 05/03/2004 PT
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Neste trabalho foi elaborado um modelo matemático do processo de transferência de calor durante a esterilização de um alimento condutivo infantil embalado em recipiente de vidro. O modelo tridimensional construído utilizando-se a técnica de elementos finitos para a resolução das equações diferenciais de transferência de calor considerou as propriedades térmicas do alimento, do vidro, do head space e da tampa metálica separadamente e a temperatura inicial da amostra e o perfil real de temperatura da autoclave utilizada para o processo de esterilização foram as condições de contorno aplicadas. As propriedades térmicas do alimento, condutividade térmica, calor específico, densidade e difusividade térmica, foram determinadas experimentalmente. Os valores obtidos foram: 0,59 W/mºC, 3776 J/kgºC, 1024 kg/m3 e 1,54 x 10-7 m2/s, respectivamente. O valor do coeficiente convectivo de transferência de calor (h) foi calculado a partir de perfis tempo x Temperatura obtidos experimentalmente. O processamento térmico foi dividido em quatro partes: come up, aquecimento, início de resfriamento (10 primeiros minutos de resfriamento) e final de resfriamento, sendo calculado um valor de h para cada trecho. Uma vez calculados os valores de h...

Um modelo matematico para calcular o indice de risco de malignidade de tumores do ovario utilizando a teoria dos conjuntos fuzzy; A mathematical model to calculate the index of risk of malignaney of tumors of the ovarian using the theory of fuzzy sets

Ana Camila Rodrigues Alonso
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 26/10/2007 PT
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O câncer de ovário é a neoplasia mais letal do aparelho genital feminino. É necessário fazer um estabelecimento precoce de seu diagnóstico e uma correta abordagem terapêutica para interferir na sua história natural. Com a intenção de melhorar a metodologia para distinguir benignidade de malignidade dos tumores de ovário foram estudadas associações de métodos. Jacobs et al. foram os primeiros autores a idealizar um índice de risco de malignidade (IRM) para tumores de ovário, incorporando estado menopausal, achados ultra-sonográficos e o nível sérico do CA 125. Neste trabalho, um modelo matemático é elaborado para auxiliar no diagnóstico diferencial de benignidade e malignidade dos tumores ovarianos clinicamente restritos aos ovários. A ferramenta utilizada para desenvolver o modelo é a teoria dos conjuntos, por sua capacidade em lidar com incertezas. Inicialmente, as variáveis de entrada - Estado Menopausal, Achados ultrasonográficos e Nível de CA 125 - e a variável de saída do sistema - Tipo de Tumor ? foram consideradas como variáveis lingüísticas e seus valores como conjuntos fuzzy. O modelo construído é mais abrangente que o índice de risco de malignidade proposto por Torres et al., pois no modelo temos que o estado menopausal e os achados ultra-sonográficos são considerados como variáveis contínuas. A saída dos sistema...

Mathematical model of welding parameters for rapid prototyping using robot welding

Ogunbiyi, Babatunde; Ribeiro, António Fernando; Norrish, John
Fonte: Institute of Materials, Minerals and Mining Publicador: Institute of Materials, Minerals and Mining
Tipo: Artigo de Revista Científica
Publicado em //1997 ENG
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Rapid Prototyping is a relatively new technology that allows the creation of prototypes in a very short period of time compared with traditional manufacturing techniques. First, a model of the prototype is drawn, using a computer aided design program, which is then mathematically ‘sliced’ and used to build the prototype layer by layer, using material such as paper, resins, or thermoplastics, depending on the process. The main disadvantage of these processes is that they do not allow metal as a raw material. Rapid Prototyping using Robot welding is another approach that overcomes this problem by using a welding robot that deposits metal. As the success of the final component quality depends very much on the welding parameters, it is important to automate their calculation. To automate the task of determining the welding parameters and to generate welded components with consistent quality, a very simple mathematical algorithm was created. The tests carried out to gather the necessary information to generate this model, the mathematical model itself, the limitations of the equations, and the tests to check their feasibility are described. At the time the work was carried out, the authors were in the welding Engineering Groups, SIMS...

Effectiveness-ntu computation with a mathematical model for cross-flow heat exchangers

Navarro,H. A.; Cabezas-Gómez,L. C.
Fonte: Brazilian Society of Chemical Engineering Publicador: Brazilian Society of Chemical Engineering
Tipo: Artigo de Revista Científica Formato: text/html
Publicado em 01/12/2007 EN
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65.83%
Due to the wide range of design possibilities, simple manufactured, low maintenance and low cost, cross-flow heat exchangers are extensively used in the petroleum, petrochemical, air conditioning, food storage, and others industries. In this paper a mathematical model for cross-flow heat exchangers with complex flow arrangements for determining epsilon -NTU relations is presented. The model is based on the tube element approach, according to which the heat exchanger outlet temperatures are obtained by discretizing the coil along the tube fluid path. In each cross section of the element, tube-side fluid temperature is assumed to be constant because the heat capacity rate ratio C*=Cmin/Cmax tends toward zero in the element. Thus temperature is controlled by effectiveness of a local element corresponding to an evaporator or a condenser-type element. The model is validated through comparison with theoretical algebraic relations for single-pass cross-flow arrangements with one or more rows. Very small relative errors are obtained showing the accuracy of the present model. epsilon -NTU curves for several complex circuit arrangements are presented. The model developed represents a useful research tool for theoretical and experimental studies on heat exchangers performance.

Organic matter removal from oil-water emulsions by electrocoagulation: 2 - mathematical model

Rangel,Rodolfo Maia; Carvalho,Roberto José de; Torem,Maurício Leonardo
Fonte: Escola de Minas Publicador: Escola de Minas
Tipo: Artigo de Revista Científica Formato: text/html
Publicado em 01/03/2014 EN
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A mathematical model of the organic matter (chemical oxygen demand - COD) removal from synthetic oil-water emulsions by the electrocoagulation process was developed to evaluate the COD abatement. The model comprises the three fundaments of electrocoagulation: electrochemistry, coagulation and flotation. By comparing the experimental and calculated values of COD, it was found that the model was able to adequately predict the concentrations of organic matter (COD) present in the emulsions and satisfactorily describe the electrocoagulation process.

Biofouling growth on tubular heat exchangers. Mathematical model and simulation; Crecimiento de biofouling en intercambiadores de calor tubulares. Modelo matemático y simulación

Trueba Ruiz, Alfredo; Eguía López, Emilio; Milad, Milad .M.
Fonte: Sociedad Española de Estudios Científicos Marinos (SEECMAR) Publicador: Sociedad Española de Estudios Científicos Marinos (SEECMAR)
Tipo: info:eu-repo/semantics/article; publishedVersion
SPA; ENG
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65.83%
Biofouling is one of the most serious problems to face numerous industrial processes. In the case of a tubular heat exchanger, biological deposits adhered to the inside surface of the tubes reduce heat transfer and therefore the thermal performance of the equipment. By virtue of this, control of this phenomenon is fundamental for both sea and land-based equipment to operate under optimal running conditions. A set of equations have been developed for this purpose which have enabled a mathematical model to be drawn up that is capable of predicting substrate and cell concentrations in the formation of biofilm over time, at any point in the tube. The said mathematical model serves as the basis for the creation of a computer simulation program that enables prediction of biofilm thicknesses and concentrations inside the tubes. It likewise allows experimentation with the heat exchanger under different working conditions and enables optimal down and cleaning times to be established.

A Mathematical Model for the Devolatilization of EPDM Rubber in a Series of Steam Stripping Vessels

Francoeur, Angelica
Fonte: Quens University Publicador: Quens University
Tipo: Tese de Doutorado
EN; EN
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65.85%
A steady-state mathematical model for the stripping section of an industrial EPDM rubber production process was developed for a three-tank process, and two four-tank processes. The experiments that were conducted to determine model parameters such as equivalent radius for EPDM particles, as well as solubility and diffusivity parameters for hexane and ENB in EPDM polymer are described. A single-particle multiple-tank model was developed first, and a process model that accounts for the residence-time distribution of crumb particles was developed second. Plant data as well as input data from an existing steady-state model was used to determine estimates for the tuning parameters used in the multiple-particle, multiple-tank model. Using plant data to assess the model’s predictive accuracy, the resulting three-tank and four-tank process B models provide accurate model predictions with a typical error of 0.35 parts per hundred resin (phr) and 0.12 phr. The four-tank process A model provides less-accurate model predictions for residual crumb concentrations in the second tank and has an overall typical error of 1.05 phr. Additional plant data from the three- and four-tank processes would increase the estimability of the parameter values for parameter ranking and estimations steps and thus...

Determinação do limiar de anaerobiose pela análise visual gráfica e pelo modelo matemático de regressão linear bi-segmentado de Hinkley em mulheres saudáveis; Anaerobic threshold determined by graphic visual analysis and Hinkley bi-segmental linear regression mathematical model in healthy women

Higa, Mali Naomi
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 17/11/2006 PT
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O limiar de anaerobiose (LA) é definido como a intensidade de exercício físico em que a produção de energia pelo metabolismo aeróbio é suplementada pelo metabolismo anaeróbio. Este índice constitui-se de um delimitador fisiológico de grande importância para o fornecimento de informações concernentes aos principais sistemas biológicos do organismo, os quais estão envolvidos na realização de um exercício físico. O LA é um importante parâmetro de determinação da capacidade aeróbia funcional de um indivíduo. Diversos métodos são usados para estimar o LA durante exercício. Existem métodos invasivos, como a medida repetida da concentração de lactato sanguíneo; e métodos não-invasivos, por meio de análise de variáveis biológicas como medidas contínuas dos gases respiratórios, através da análise de mudança do padrão de resposta das variáveis ventilatórias e metabólicas, e também pela análise da mudança do padrão de resposta da freqüência cardíaca (FC) frente a um exercício físico incremental. O objetivo deste estudo foi comparar e correlacionar o LA determinado por métodos não-invasivos de análise visual gráfica das variáveis ventilatórias e metabólicas, considerado como padrão-ouro neste estudo...

The Classical Structure Of Blood Biochemistry- A Mathematical Model

DeLand, E.C.
Fonte: Rand Corporation Publicador: Rand Corporation
Tipo: Relatório Formato: 6054262 bytes; application/pdf
EN_US
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65.83%
This Memorandum, one of a series on the modeling of blood biochemistry, describes, and examines the consequences of, the classical analysis of human blood. Classically, the macroscopic features of healthy blood--the principal fluid and electrolyte distributions--can be said to be in a hemostatic steady state under the influence of several interacting constraints, e.g., the osmotic effects of the fixed proteins, the (fixed) charge of the proteins and the neutral electrostatic charge condition, and the active cation pumps. Chapter I examines these constraints from the vantage of a theoretical model, and shows them to be sufficient explanation for the steady state; whether they are also necessary has not been demonstrated. Chapter II considers the incorporation of the microscopic properties of the proteins in the model, particularly their buffering behavior. This work is not complete, owing principally to the lack of firm data on hemoglobin. Chapter III discusses the validation of the mathematical model and the consequences of the previous biochemical structural detail, testing the model under various conditions-- changes in,gas pressure and pH, and additions of a few chemical stresses. It compares several validation experiments with the literature. This Memorandum show that...

A Mathematical Model Of The Chemical Distribution In A Disease State: Hypothyroidism

Wolf, M.B.; DeLand, E.C.; Maloney, J.V.
Fonte: Rand Corporation Publicador: Rand Corporation
Tipo: Relatório Formato: 2841725 bytes; application/pdf
EN_US
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65.82%
A mathematical model of the fluid and electrolyte distribution in a standard laboratory dog was developed. It adequately predicted measured changes in distribution of various chemical substances following administration of saline and alkaline solutions; however, the measured changes due to acid addition were not as well predicated. A new fluid compartment was added to the standard dog model to simulate hypothyroidism as a result of a hypothesis of body chemistry changes in hypothyroid animals. Although most parameters of the new compartment were determined from the literature, some were chosen numerically to correlate most accurately the model prediction and the chemical data take on hypothyroid dogs following an alkaline chemical infusion. Both hypothyroid and euthyroid dogs received injections of acid solution to provide chemical data for comparing distributional changes in these groups and paring chemical distributional changes in these groups and for validation of the models simulation these states. The results proved statistically the hypothyroid dogs respond differently from normal ones to acid infusion. However, the hypothyroid model, like the normal mode, did not predict these experimental results well. Laboratory technological problems accounted for many of these discrepancies. The results of this research have suggested that additional experiments and other chemical perturbations are necessary to test the biochemical hypotheses formulated in this Memorandum. The ideas explored are applicable to studies of other disease states that exhibit gross fluid and electrolyte abnormalities.; U.S. Air Force

A Mathematical Model Of The Human External Respiratory System

Dantzig, George B.; DeHaven, James C.; Cooper, Irwin; Johnson, Selmar M.; DeLand, Edward C.; Kanter, Herschel; Sams, Crawford F. M.D.
Fonte: Rand Corporation Publicador: Rand Corporation
Tipo: Relatório Formato: 6978861 bytes; application/pdf
EN_US
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65.96%
This study examines the thesis that a part of the human physiological system can be simulated by a suitably constructed mathematical model. The model employed derives from a class of mathematical programming methods that were originally developed for representing complex military and industrial activities and have recently been used to represent involved chemical equilibria. The motivation for this research is the long-range view that a successful mathematical simulation of the human system or of human subsystems would provide an important tool for biological investigations. A sufficiently complex mathematical model-that is, a model that embodies sufficiently complex mathematical model-that is, a model that embodies sufficient chemical and biological detail to represent a whole, functioning human system or subsystem-could be used to explore biological hypotheses, environmental stress reactions, and interplay of dependent subsystems, and could serve as a pedagogical tool or even as an aid to medical diagnosis. Of course, the foregoing long-range view is an ultimate goal. For the moment, only the techniques, concepts, and characteristics of such a mathematical model are being explored. This paper presents the results of a simulation of the external respiratory function. Respiration...

A Mathematical Model for Blood Clotting

Swaminathan, Sumanth; Edwards, David A.
Fonte: Department of Mathematical Sciences, University of Delaware Publicador: Department of Mathematical Sciences, University of Delaware
Tipo: Relatório Formato: 137493 bytes; application/pdf
EN_US
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75.81%
Many biological phenomena are characterized by extensive fluid mechanical and chemical reactionary systems. As such, it is necessary to understand the manner in which these processes develop and the role that they play in a given system. Vascular blood flow is characterized by convective, diffusive, and reactive processes. Specifically, blood clot formation involves platelet convection within the blood stream, diffusion through the Lévêque boundary layer of the blood vessel, and binding to vascular breaches. Accordingly, in order to understand blood clotting, the fluid mechanics of blood flow as well as the reaction mechanism of platelet adhesion are relevant. In this study, we formulate a mathematical model for blood clotting and associated processes.

Mathematical model for osteobstruction in bone regeneration mechanisms a Headway in skeletal tissue engineering

Ogunsalu,C; Arunaye,FI; Ezeokoli,C; Gardner,M; Rohrer,M; Prasad,H
Fonte: West Indian Medical Journal Publicador: West Indian Medical Journal
Tipo: Artigo de Revista Científica Formato: text/html
Publicado em 01/11/2012 EN
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65.84%
In this paper, we formulate a mathematical model for the evaluation of parameters responsible for the retardation and eventual acceleration of bone regeneration on the contralateral side of the mandible of experimental animals, following the discovery of a new mechanism of bone regeneration called the osteobstruction mechanism (a negative mechanism of bone regeneration as opposed to the well established and extensively documented positive mechanisms such as osteogenesis, osteoinduction and osteoconduction). This osteobstructive mechanism was demonstrated by episodes of overtaking and re-overtaking on single photon emission computed tomography (SPECT) following evaluation of osteoblastic activities in a sequential animal experiment to validate both the Ogunsalu sandwich technique (a double guided tissue technique; D-GTR) and the interceed membrane technique (a single guided tissue regeneration technique; S-GTR) utilizing SPECT, histological and histomorphometric evaluation. This work is now given special attention in terms of mathematical analysis because of limited experimental observations since experiments cannot be observed infinitely. Mathematical modelling is as such essential to generalize the results of this osteobstructive mechanism in bone regeneration. We utilize the Fisher's equation to describe bone cell mobilization during bone regeneration by two different techniques: the Ogunsalu sandwich bone regeneration technique (D-GTR) and the S-GTR.