Modelo bifásico no-lineal de elementos finitos para el análisis mecánico de tejidos biológicos. Parte I: Formulación teórica

Abstract

Se presenta un modelo no lineal de elementos finitos para simular el comportamiento mecánico de tejidos biológicos bifásicos o poroelásticos, los cuales están compuestos de una fase sólida y un fluido. El modelo considera deformaciones finitas, permite describir la fase sólida como hiperelástica o hipoelástica y tiene la opción de definir una variación no lineal de la permeabilidad. En esta primera parte se presenta la formulación teórica y la descripción de las ecuaciones que representan el modelo. La segunda parte consiste en la implementación de las ecuaciones mediante el método de los elementos finitos y la validación de los resultados.

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A nonlinear model of finite elements to simulate the mechanical behavior of biphasic or poroelastic biologic tissues, which are made up of a solid phase and a fluid, is presented. The model considers finite deformations, permits to describe the solid phase as hiperelastic or hipoelastic, and has the option of defining a nonlinear variation of the permeability. In this first part, it is presented the theoretical formulation and the description of the equations representing the model. The second part consists of the implementation of equations through the finite element method and validation of results.