Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:14Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2004-06-04Bitstream added on 2014-06-13T20:16:18Z : No. of bitstreams: 1 rocha_tl_me_ilha.pdf: 1701162 bytes, checksum: cb47a7fa8d8db257b14c82ef2e7f9bfd (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Técnicas de atenuação de vibração estrutural tem atraído a atenção de engenheiros desde que as máquinas com partes móveis foram inventadas. Direcionadas pela necessidade de se diminuir peso e reduzir ruídos, as técnicas de controle ativo de vibração estrutural e acústica têm sofrido rápidas mudanças nas últimas duas décadas. Entre os materiais mais empregados nesta nova tecnologia estão os materiais que exibem propriedades piezelétricas como as cerâmicas PZT (Titanato Zirconato de Chumbo) e os filmes plásticos PVDF (Fluoreto de Vinilideno). Esses materiais apresentam uma reciprocidade entre energia mecânica e elétrica que lhes propicia grande aplicabilidade como sensores e atuadores para uma vasta gama de aplicações. No entanto, para se conseguir bons resultados em aplicações baseadas em modelos matemáticos é necessário a obtenção de modelos que permitam analisar o comportamento dinâmico das estruturas com materiais piezelétricos incorporados. Neste trabalho um programa é implementado em ambiente MATLAB® para modelagem, através do Método dos Elementos Finitos, de estruturas dos tipos vigas e placas com materiais piezelétricos incorporados. Os resultados do programa são comparados com os resultados fornecidos pelo software ANSYS® e com resultados experimentais. Paralelamente, são verificados resultados de técnicas de posicionamento ótimo de sensores e atuadores e aplicações de controle. As técnicas de posicionamento ótimo e controle não são apresentadas em detalhes neste trabalho, que tem por objetivo principal a modelagem e o estudo da influência da cerâmica piezelétrica sobre a estrutura. Estas técnicas são utilizadas para que se possa avaliar quantitativamente o efeito do acoplamento eletromecânico nas propriedades dinâmicas das estruturas. / Attenuation techniques of structural vibration have been attracting the engineers' attention since the machines with movable parts were invented. Motivated by the need of to reduce weight and noises, techniques of active control to attenuate structural and acoustic vibration have been suffering fast changes in the last two decades. Among those materials employed in this new technology are materials that exhibit piezoelectric properties, as the PZT ceramic (Lead Zirconate Titanate) and the PVDF plastic films (PolyVinyliDene Fluoride). These materials present reciprocity between mechanical and electric energy that enable them to be used as sensors and actuators. However, to get good results in applications that are based in mathematical model is necessary to consider the electromechanical coupling between the piezoelectric material and the host structure. In this work a program is implemented in MATLAB® code for modeling, using Finite Element Method, beam and plate structures with piezoelectric materials bonded in the host structure. Results of the program are compared with results supplied by ANSYS® software and with experimental data. In addition, techniques of optimal placement of sensor/actuators and control applications are implemented. The optimal placement and control approaches are not described in details in this work, since the main objective is to verify the piezoceramic influence on the dynamic properties of the structure. These techniques are used to evaluate the electromechanical coupling effect in the dynamic properties of the structures.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-03-03T13:09:08Z No. of bitstreams: 1 bernardolinodeoliveira.pdf: 2207336 bytes, checksum: 11a9525b863f45bfd41eb505e9f25791 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-03-06T20:07:32Z (GMT) No. of bitstreams: 1 bernardolinodeoliveira.pdf: 2207336 bytes, checksum: 11a9525b863f45bfd41eb505e9f25791 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-06T20:07:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 bernardolinodeoliveira.pdf: 2207336 bytes, checksum: 11a9525b863f45bfd41eb505e9f25791 (MD5) Previous issue date: 2011-01-17 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Doenças cardiovasculares estão relacionadas com um alto índice de mortalidade no mundo. Tendo isto em vista, a modelagem computacional cardíaca tornou-se uma ferramenta importante no suporte ao teste de novas drogas e no desenvolvimento de novos equipamentos e técnicas de diagnóstico. O objetivo deste trabalho é o estudo e desenvolvimento de novos modelos para o acoplamento eletromecânico de células e tecidos cardíacos, em especial do ventrículo esquerdo, que é a principal estrutura responsável pelo bombeamento do sangue para o corpo. Este trabalho foi dividido em duas principais etapas: 1) Desenvolvimento de um novo modelo para a eletromecânica dos cardiomiócitos do ventrículo esquerdo humano, a partir do acoplamento de dois modelos preexistentes, um para a eletrofisiologia e outro para a geração de força ativa nos miofilamentos. No desenvolvimento do modelo, técnicas de otimização como algoritmos genéticos foram utilizadas para o ajuste de parâmetros de forma que o modelo reproduzisse os escassos dados experimentais para humanos encontrados na literatura. 2) A incorporação deste modelo em simulações de maior escala, em nível de tecido. Tratamos neste trabalho os problemas numéricos e metodológicos que esta incorporação acarreta. Além disso, analisamos a influência da deformação mecânica em características eletrofisiológicas, como a forma da onda de eletrogramas ventriculares. / Cardiac diseases are associated with high mortality rates around the globe. With this in mind, cardiac computational modeling has become an important tool to support the test of new drugs, the development of new devices and of diagnostic techniques. The objective of this work is the study and development of new models for the electromechanical coupling of heart cells and tissues, in particular the left ventricle, which is the main structure responsible for pumping blood to the body. This work can be divided in two main steps: 1) The development of a new model for the electromechanics of human left ventricle cardiac myocytes, based on the coupling of two existing models, one for the electrophysiology and another for the myofilament active force generation. On the development of this model optimization techniques like genetic algorithms where used for the parameter adjustment to reproduce the few experimental data available in the literature. 2) This model was embedded in larger scale electromechanical simulations, i.e. tissue level. This work treats the numerical and methodological problems that this coupling brings. Furthermore, we analyze the influence of the mechanical deformation in important eletrophysiological features, such as the waveform of ventricular electrograms.

Submitted by Geandra Rodrigues (geandrar@gmail.com) on 2018-03-27T15:52:15Z No. of bitstreams: 1 joaogabrielrochasilva.pdf: 4504745 bytes, checksum: 5d371d913693d1bf3a9425d887ab2ed1 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2018-03-27T17:49:33Z (GMT) No. of bitstreams: 1 joaogabrielrochasilva.pdf: 4504745 bytes, checksum: 5d371d913693d1bf3a9425d887ab2ed1 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-27T17:49:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 joaogabrielrochasilva.pdf: 4504745 bytes, checksum: 5d371d913693d1bf3a9425d887ab2ed1 (MD5) Previous issue date: 2018-02-23 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A simulação da atividade eletromecânica do coração é uma ferramenta relevante para a interpretação e estudos de medidas fisiológicas e diversos fenômenos cardíacos. Entretanto, modelos computacionais para este propósito podem ser computacionalmente custosos. Assim, são propostos neste trabalho três modelos simplificados, a nível celular, que foram capazes de reproduzir de forma quantitativa o fenômeno da contração de miócitos cardíacos. Para obtenção destes modelos um ajuste de parâmetros foi realizado via algoritmos genéticos. Os modelos propostos com parâmetros ajustados apresentaram resultados satisfatórios para reprodução da força ativa do coração com a vantagem de serem baseados em apenas duas equações diferenciais ordinárias. Além disso, o modelo final foi validado utilizando simulações envolvendo extra-sístoles, sendo capaz de reproduzir o fenômeno de alternância na força ativa. / The simulation of the heart electromechanical activity is a relevant tool for the interpretation and studies of physiological measures and various cardiac phenomena. However, computational models for this purpose may be computationally costly. Thus, three simplified models which were able to quantitatively reproduce the phenomenon of cardiac myocyte contraction were proposed in this work. At the cellular level, they were able to quantitatively reproduce the phenomenon of cardiac myocyte contraction. A parameter adjustment via genetic algorithm was performed to obtain these models. The proposed models with adjusted parameters presented satisfactory results for the reproduction of the active force of the heart with the advantage of being based on only two ordinary differential equations. In addition, the final model was validated using simulations involving extra-systoles, being able to reproduce the phenomenon of alternation in the active stress.