Examinando por Autor "Ospina Muñoz, Walter Antonio"
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Publicación Acceso abierto Comparación de simulación de flujo y presiones en un vaso con aneurisma usando hipótesis de pared rígida vs pared flexible(Universidad EIA, 2022) Marulanda, José Alejandro; Ospina Muñoz, Walter Antonio; Montoya Goez, YesidRESUMEN: La mayoría de las simulaciones fluídicas existentes a nivel cerebrovascular se usan con Modelado de Elementos Finitos (FEM), o Mecánica de Fluidos Computacional (CFD) y se asume la pared del vaso como rígida, lo que puede no reflejar el comportamiento real del vaso; por tanto, es preciso mejorar las simulaciones con el objetivo de que sean más acordes a la naturaleza real de los vasos, permitiendo posiblemente mejorar el diseño, por ejemplo, de dispositivos para la retención de aneurismas como los stents. En este trabajo de grado se propone usar la técnica de métodos libre de malla, con las funciones de base radial para la simulación del flujo en distintos casos. Haciendo uso del lenguaje de programación Python y sus librerías, se realizaron pruebas con funciones de base radial, partiendo desde el caso más sencillo que es la interpolación, luego la solución de una ecuación diferencial en 1D para el flujo entre placas y un cilindro, luego resolver una ecuación diferencial que define la temperatura en una placa en 2D hasta la solución de dos ecuaciones diferenciales que definen el comportamiento del flujo entre paredes paralelas y un cilindro en 2D, junto a la solución de sistemas de ecuaciones no lineales, encontrando que las funciones de base radial son un método efectivo para las solución de las ecuaciones de Navier-Stokes, porque emulan adecuadamente el comportamiento del flujo en las diferentes simulaciones realizadas, logrando obtener el perfil de velocidad del flujo a través de un cilindro en 2D. Este trabajo servirá para la realización de investigaciones posteriores que permitan la simulación de problemas más complejos, como la simulación de flujo en un aneurisma, inflamación de la vejiga o vasos; entre otras.Publicación Acceso abierto Informe Semillero de Investigación 2023-2Ospina Muñoz, Walter Antonio; Jiménez Santacruz, Mateo; Ruiz Mejía, Daniel; Garcia Escobar, Daniel; Restrepo Hernández, Sebastián; Grajales Grisales, Ana Cristina; Moreno Mosquera, Luisa Fernanda; Ospina Muñoz, Walter Antonio; Jiménez Santacruz, Mateo; Ruiz Mejía, Daniel; Garcia Escobar, Daniel; Restrepo Hernández, Sebastián; Grajales Grisales, Ana Cristina; Moreno Mosquera, Luisa Fernandaspa: A lo largo del semestre, el equipo del semillero de investigación continuó en la exploración y estudio del ámbito de las redes neuronales. El objetivo primordial de este esfuerzo fue abordar computacionalmente la resolución de ecuaciones diferenciales parciales. Mediante un enfoque práctico, se lograron desarrollos significativos, entre ellos: (1) la creación de una red neuronal capaz de interpolar datos de manera efectiva hacia una función específica y (2) el diseño de otra red neuronal capaz de resolver ecuaciones diferenciales con condiciones de contorno particulares para modelar el comportamiento de un fluido entre dos placas paralelas. Esta experiencia no solo facultó al equipo para consolidar su comprensión de los fundamentos teóricos y prácticos de las redes neuronales, sino también para explorar su potencial en la resolución de problemas de índole compleja.Publicación Acceso abierto Modelo experimental y validación de la aerodinámica de un alerón para vehículos de competición(Universidad EIA, 2024) Ramírez Montoya, Mateo; Ospina Muñoz, Walter AntonioRESUMEN: En el presente trabajo se expone un método numérico basado en el método de Kansa [6], enfocado en Funciones de Base Radial, acoplando a su vez el método de Levenberg - Marquadt para la solución numérica de un sistema de ecuaciones no lineales; esto se hace con el fin de lograr soluciones aproximadas a las ecuaciones de Navier - Stokes para un flujo de aire alrededor de perfiles aerodinámicos. A partir de estas soluciones, se obtienen coeficientes de presión, arrastre y sustentación característicos de cada perfil para hacer la respectiva validación con diferentes fuentes. Se obtienen resultados importantes para los perfiles NACA 4412 y 4415, logrando errores, en ocasiones, menores al 4%, a un ángulo de ataque nulo, aunque se pierde considerablemente la precisión al aumentar dicho ángulo a 5◦. Finalmente, se desarrollan una serie de simulaciones asociadas a aplicaciones en el deporte automotor a partir de la herramienta computacional construida.Publicación Acceso abierto Simulación computacional de la microcirculación usando redes neuronales(Universidad EIA, 2024) García Escobar, Daniel; Ospina Muñoz, Walter Antonio; Palacio Cárdenas, Guillermo Alberto; Guillermo Alberto Palacio CárdenasRESUMEN: la medicina y la inteligencia artificial han avanzado conjuntamente en los últimos años destacándose los resultados en el análisis de imágenes médicas, procesamiento de datos y la simulación de sistemas biológicos con condiciones específicas. Esto ha contribuido a que la medicina sea cada vez más personalizada, permitiendo un entendimiento detallado del caso de cada paciente al analizar ampliamente la información sobre sus particularidades. Las redes neuronales tienen la capacidad de simular sistemas reales, aprendiendo directamente de las leyes de la física presentadas mediante ecuaciones diferenciales y condiciones de frontera. En este trabajo se estudia el flujo sanguíneo de la circulación en capilares, la región del sistema vascular donde ocurre el intercambio de nutrientes entre la sangre y los tejidos del cuerpo, siendo los vasos sanguíneos más pequeños con solo unas cuantas micras de diámetro. El flujo sanguíneo a través de estos vasos se denomina microcirculación y los daños a esta escala no pueden ser detectados en la mayoría de los hospitales. Sin embargo, se ha visto que de la microcirculación se obtiene información de daños iniciales que, de ser detectados a tiempo, pueden prevenir repercusiones más graves en el sistema cardiovascular. Los modelos y las simulaciones basados en fundamentos teóricos y experimentales ayudan a comprender mejor esta parte del sistema circulatorio a la vez que pueden complementar futuros dispositivos de medición. La microcirculación tiene condiciones físicas particulares que la convierten en un sistema complejo: (1) es un fluido granular, no newtoniano, con viscosidad dependiente del radio del capilar; (2) además del flujo sanguíneo, el sistema involucra la filtración del plasma hacia el exterior del capilar. Para describir de manera correcta este sistema se usaron dos modelos teóricos, desarrollados en la universidad de Florencia (Italia), basados en adaptaciones de las ecuaciones clásicas de transporte de momento y de masa. Debido a la complejidad del problema, en este trabajo se desarrollaron diversas arquitecturas de redes neuronales que fueron probadas en condiciones menos específicas como fue la resolución de las ecuaciones de Navier-Stokes para fluidos newtonianos. Posteriormente estos métodos se aplicaron a los modelos de microcirculación, con el objetivo de recrear los resultados documentados en la literatura sobre concentraciones de glóbulos rojos y velocidades en el sistema. En este trabajo se encontró que es posible recrear la microcirculación utilizando redes neuronales informadas por física, sin la necesidad de bases de datos. Al validar el modelo con la literatura se confirmó que la simulación puede ser usada en investigaciones con datos reales y así aportar a estudios y desarrollos en esta área.Ítem Acceso abierto Simulación numérica del comportamiento de la velocidad y presiones en la pared del acueducto de Silvio con flujo pulsátil e hipótesis de pared rígida y flexible usando métodos libres de malla(2024-09) Ospina Muñoz, Walter Antonio; Montoya Góez, Yesid de JesúsEn este estudio, se investiga la aplicación conjunta del método de colocación y las Funciones de Base Radial (RBF) para resolver problemas de flujo laminar en venas con paredes rígidas. Este enfoque implica el cálculo directo de los coeficientes de las funciones de base radial. El estudio propone una alternativa interesante para abordar problemas de flujo en sistemas vasculares, especialmente en el caso de venas con paredes rígidas. La combinación del método de colocación y las RBF puede proporcionar resultados precisos y eficientes en la modelación del flujo laminar.Ítem Acceso abierto Solución de EDPS con métodos libre de malla (RBF)(2024-09) Ospina Muñoz, Walter Antonio; Restrepo, M.; Mejía, J. A.; Cock, T.En este estudio, se empleó el método de colocación con funciones de base radial (MCFRB) para realizar interpolaciones de funciones bidimensionales, incluyendo sus derivadas de primer y segundo orden, así como para resolver ecuaciones en derivadas parciales (EDPs). Además, se investigó la posibilidad de identificar un parámetro óptimo para determinar la cantidad adecuada de puntos de entrenamiento, con el objetivo de optimizar el método y mejorar su rendimiento computacional. También se comparó el tiempo de cómputo entre los lenguajes de programación Julia y Python.