simulation numérique multiphasique de l'injection d'un fluide à rhéologie complexe durcissant dans un écoulement afin d'en modifier la topologie

流体注射和流变复合体的多相数值模拟，通过拓扑修饰进行修饰

• 批准号: RGPIN-2015-03949
• 负责人: Kauffmann, Claude
• 金额: $ 1.82万
• 依托单位: Université de Montréal
• 依托单位国家: 加拿大
• 项目类别: Discovery Grants Program - Individual
• 财政年份: 2016
• 资助国家: 加拿大
• 起止时间: 2016-01-01 至 2017-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://www.nserc-crsng.gc.ca/ase-oro/Details-Detailles_eng.asp?id=614470
• 关键词: simulation; num; rique; multiphasique; de

Contexte : Dans le programme de recherche proposé on vise la simulation multiphasique de l'injection d'un hydrogel dans un écoulement sanguin. Ce programme ambitieux représente un défi important mais également un axe de recherche tout à fait original. En effet, Nous somme en présence de rhéologies complexes, de phénomènes multi-échelles du domaine spatial (biologie cellulaire et écoulement macroscopique) mais aussi du domaine temporel car les phénomènes étudiés se déroulent sur des échelles de temps très différentes soit : l’injection O(seconde), la gélification O(minutes/heures) et la résorption O(semaines/mois). Méthodologie : Notre programme de recherche s’articule en cinq étapes. La première (i) vise la modélisation numérique des hydrogels, l’implémentation de la loi de viscoélasticité et la validation de la rhéologie par la simulation d’expérimentation connues. La seconde (ii) concerne le développement du cadre numérique de la simulation multiphasique hydrogel-sang. Plusieurs défis seront relevés comme l’optimisation du maillage hexaédrique dynamique pour le suivi de l'interface mais aussi l’aspect multi-échelle de la simulation. On cherchera ensuite (iii) à valider le champ d’écoulement multiphasique par l’utilisation d’un montage expérimental modulaire doté d’un dispositif optique de suivi des particules (PIV-3D). L’étape quatre (iv) s’intéressera au développement de méthodes d’injection contrôlées, à l’ingénierie de l’injecteur et à son impact sur le processus d’injection. La dernière étape (v) est un objectif à long terme qui vise à ouvrir le champ de recherche vers des applications potentielles en thérapie cellulaire en modélisant les équations qui régissent les interactions entre l’hydrogel et son environnement biologique. En effet, en se dégradant, l’hydrogel va offrir une matrice de support à la prolifération de cellules biologiques, croissance qui peut être favorisée par l’ajout de composés actifs dans sa composition initiale. Incidences: Ce projet offrira aux étudiants un cadre de recherches multidisciplinaires dans un environnement de travail de grande qualité (CRCHUM) conçu pour faciliter les échanges et les ressources inter-laboratoires. À l’issu de ce programme cette recherche pourrait se placer parmi les pionnières car à notre connaissance c’est la première fois qu’une simulation numérique multiphasique de l’injection d’un hydrogel en milieu sanguin soit proposée. De plus, cette recherche fondamentale permettra de favoriser l’émergence d’innovations thérapeutiques, tels que l’embolisation de vaisseaux sanguins, la médication in-vivo localisée ou encore pour l’injection de ciment biocompatible pour la réparation des fractures osseuses.

背景：在血凝胶中模拟多相注射水凝胶的研究建议方案。该计划的野心代表了一个重要的问题，即研究原始内容。实际上，流变学复合物的存在，空间领域的多层次现象（细胞生物学和宏观生态学）可能是时间领域的现象，这些现象在时间上存在很大差异： 注射 O(秒)、凝胶化 O(分钟/小时) 和吸收 O(半周/分钟)。 方法：五篇文章的研究计划。首次（i）水凝胶数值模拟、粘弹性的实现以及实验模拟中流变学的验证。第二个（ii）涉及模拟多相水凝胶桑的核心数字的开发。此外，还涉及针对多方面仿真界面的六边形动态邮件优化。在 cherchera ensuite (iii) 上，验证了蒙太奇实验模块点的多相使用冠军 (PIV-3D)。第四章注射控制方法的开发、注射技术及其对注射过程的影响。 La dernière étape (v) est un objectif a long terme qui vise a ouvrir le champ de recherche vers des applications pontieres en therapy cellulaire en modélisant les équations qui régissent les interstro l'Hydrogel et son Environmental Biologique.实际上，水凝胶是一种支持生物细胞增殖的基质，可在最初的组合物中发挥作用。 事件：Ce 项目 offrira aux étudiants un cadre de recherches dans un environnement de travail de grande qualité (CRCHUM) conçu pour facilit les échanges and les resources inter-laboratoires. 该项目旨在研究如何将汽车放置在最先进的汽车中，这是首次在空气中注射水凝胶的多相模拟数字。另外，我们还研究了治疗创新的出现、血管栓塞、体内局部用药或骨骨折修复生物相容性水泥注射的基础研究。