Koncepcja nowego modelu agentowo-naprężeniowego tkanki

Kierownik projektu: Eligiusz Postek

Instytut Podstawowych Problemów Techniki PAN w Warszawie

Warszawa

Data otwarcia: 2014-07-18

Streszczenie projektu

Proponowane badania pozwolą na rozwinięcie zintegrowanego środowiska modelowania dla wieloaspektowych symulacji wzrostu próbek tkanek o realistycznych rozmiarach. Stanie się możliwe obserwowanie struktury rosnącej tkanki oraz ewolucji naprężeń. Rozwój naprężeń jest ważny jeśli weźmiemy pod uwagę wiele medycznych problemów takich jak gojenie ran, nakłuwanie czy tez rozwój komórek kancerogennych. Podstawowymi elementami środowiska będą dwa jego główne składniki. Pierwszym składnikiem będzie program FLAME (Flexible Large-scale Agent-based Modelling Environment), który powstał jako pierwsze środowisko agentowe służące modelowaniu złożonych systemów implementowane na komputerach dużej mocy. Drugim składnikiem środowiska jest program komputerowy oparty o mieszany model metod elementów dyskretnych (MED) i metody elementów skończonych (MES) to jest MED/MES, która to metodologia została zmodyfikowana dla potrzeb zadania. W projekcie uwzględni się modele tkanki rzędu tysięcy podatnych komórek uwzględniające ich idealizowaną wewnętrzną strukturę. Program FLAME zawiera informacje o cyklu komórkowym. FLAME steruje rozwojem tkanki podając informację o aktualnym położeniu komórek, ich różnicowaniu, podziale i śmierci. Składnik MED/MES oblicza stan przemieszczeń i naprężeń w bieżącym stadium wzrostu tkanki. Zostaną zastosowane modele komórek uwzględniające wstępnie sprężony cytoszkielet. Modelowanie cytoszkieletu oraz uwzględnienie interakcji międzykomórkowych jest złożonym zadaniem zintegrowania modelu agentowego z modelem fizycznym tkanki, które zostanie wykonane na równoległych komputerach dużej mocy (KDM). Sprzężenie między modelowaniem agentowym i analizą naprężeń biorąc pod uwagę podatne poszczególne komórki włączając ich strukturę wewnętrzną jest innowacyjne oraz zgodnie z naszą najlepszą wiedzą tego rodzaju symulator nie został jeszcze zbudowany. Sądzimy, że stworzenie proponowanego symulatora pomoże w zaoszczędzeniu żywego materiału do badań redukując liczbę zwierząt laboratoryjnych. Część eksperymentów będzie mogła być przeprowadzana przy użyciu modeli komputerowych, "in virtuo".

Publikacje

  1. Postek E., Dubois F., Mozul R., Canadas P, Modelling of a Collection of Non-Rigid Particles with Smooth Discrete Element Method, SolMech 2016, 40th Solid Mechanics Conference 1, (2016) 1
  2. E. Postek. T. Sadowski, Impact Models of WC-Co Composite, CERMODEL 2017Modelling and Simulation Meet Innovation in Ceramics Technology, 2017-07-26/07-28, Trento (IT) 1, (2017) 1-1
  3. E. Postek. T. Sadowski, Dynamic pulse sensititvity of WC/Co composite, Composite Structures 11, (2017) 1
  4. E. Postek, T. Sadowski, Qualitative comparison of dynamic compressive pressure load and impact of WC/Co composite, International Journal of Refractory Metals and Hard Materials 77, (2018) 68-81
  5. E. Postek, T. Sadowski, Distributed microcracking process of WC/Co cermet under dynamic impulse compressive loading, COMPOSITE STRUCTURES 194, (2018) 494-508
  6. E. Postek, T. Sadowski, Dynamic pulse sensitivity of WC/Co composite, COMPOSITE STRUCTURES 203, (2018) 498-512
  7. E. Postek, T. Sadowski, Impact model of WC/Co composite, Composite Structures 213, (2019) 231-242
  8. E. Postek, T. Sadowski, Temperature Effects during Impact Testing of a Two-Phase Metal-Ceramic Composite Material, Materials 12, (2019) 1-13
  9. E. Postek, T. Sadowski, Impact model of two-phase composites, DynaMAT, The 13th WORKSHOP on DYNAMIC BEHAVIOR OF MATERIALS AND ITS APPLICATIONS IN INDUSTRIAL PROCESSES, 2019-04-17/04-19, Nicosia 1, (2019) 1-2
  10. E. Postek, T. Sadowski, M. Boniecki, Impact of Al2O3/ZrO2 Composite, Qualitative Comparison of Compositions, RANM2019, Fourth International Conference on Recent Advances in Nonlinear Mechanics, 2019-05-07/05-10, Łódź (PL) 1, (2019) 226-228
  11. Postek E, Sadowski T., Thermomechanical effects during impact testing of WC/Co composite material, Composite Structures, Elsevier, 241, (2020) 112054-1-25
  12. Postek E, Sadowski T., High-velocity impact of 2-phase WC-Co composite plate - beginning of the process, Archives of Metallurgy and Materials 1, (2020) 265-274
  13. Sadowski T, Pietras D, Postek E., Experimental testing and of modelling of gradual degradation of Al2O3/ZrO2 ceramic composite under slow and high strain rates, MECHCOMP6 - 6th International Conference on Mechanics of Composites 1, (2020) 143-143


← Powrót do spisu projektów

KONTAKT

Nasi konsultanci służą pomocą przyszłym i początkującym użytkownikom specjalistycznego oprogramowania zainstalowanego na Komputerach Dużej Mocy w Centrum Informatycznym TASK.

Kontakt w sprawach Komputerów Dużej Mocy, oprogramowania/licencji, grantów obliczeniowych, sprawozdań:

kdm@task.gda.pl

Administratorzy odpowiadają na maile w dni robocze w godzinach 8:00 – 15:00.