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Previous issue date: 2015-06-26 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Este trabalho apresenta o método de lattice Boltzmann (MLB) para simulações
computacionais da atividade elétrica cardíaca usando o modelo monodomínio. Uma
implementação otimizada do método de lattice Boltzmann é apresentada, a qual usa
um modelo de colisão com múltiplos parâmetros de relaxação conhecido como multiple
relaxation time (MRT), para considerar a anisotropia do tecido cardíaco. Com foco em
simulações rápidas da dinâmica cardíaca, devido ao alto grau de paralelismo presente no
MLB, uma implementação que executa em uma unidade de processamento gráfico (GPU)
foi realizada e seu desempenho foi estudado através de domínios tridimensionais regulares e
irregulares. Os resultados da implementação para simulações cardíacas mostraram fatores
de aceleração tão altos quanto 500x para a simulação global e para o MLB um desempenho
de 419 mega lattice update per second (MLUPS) foi alcançado. Com tempos de execução
próximos ao tempo real em um único computador equipado com uma GPU moderna,
estes resultados mostram que este trabalho é uma proposta promissora para aplicação em
ambiente clínico. / This work presents the lattice Boltzmann method (LBM) for computational simulations
of the cardiac electrical activity using monodomain model. An optimized implementation
of the lattice Boltzmann method is presented which uses a collision model with multiple
relaxation parameters known as multiple relaxation time (MRT) in order to consider the
anisotropy of the cardiac tissue. With focus on fast simulations of cardiac dynamics,
due to the high level of parallelism present in the LBM, a GPU parallelization was
performed and its performance was studied under regular and irregular three-dimensional
domains. The results of our optimized LBM GPU implementation for cardiac simulations
shown acceleration factors as high as 500x for the overall simulation and for the LBM a
performance of 419 mega lattice updates per second (MLUPS) was achieved. With near
real time simulations in a single computer equipped with a modern GPU these results
show that the proposed framework is a promising approach for application in a clinical
workflow.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:hermes.cpd.ufjf.br:ufjf/3555 |
| Date | 26 June 2015 |
| Creators | Campos, Joventino de Oliveira |
| Contributors | Rocha, Bernardo Martins, Santos, Rodrigo Weber dos, Giraldi, Gilson Antônio, Lobosco, Marcelo, Queiroz, Rafael Alves Bonfim de |
| Publisher | Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF), Programa de Pós-graduação em Modelagem Computacional, UFJF, Brasil, ICE – Instituto de Ciências Exatas |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFJF, instname:Universidade Federal de Juiz de Fora, instacron:UFJF |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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