ارائه الگوریتمی ترکیبی برای شبیه‌سازی برش بافت نرم با استفاده از روش اجزای محدود

نویسندگان

  • حیدرعلی طالبی استاد، گروه کنترل، دانشکده مهندسی برق، دانشگاه صنعتی امیرکبیر
  • محمد زارعی‌نژاد استادیار، پژوهشکده فناوری های نو، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی امیرکبیر
  • محمدرضا دهقان دانشجوی دکتری مهندسی مکانیک، گروه ساخت و تولید، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی امیرکبیر
  • مرضیه سعیدی‌راد دانشجوی کارشناسی ارشد رشته رباتیک، گروه مستقل رباتیک، دانشکده مهندسی رباتیک، دانشگاه صنعتی امیرکبیر
چکیده مقاله:

شبیه‌‌سازی بی‌درنگ برای نشان دادن رفتار واقعی بافت نرم به مدل‌های بیومکانیک دقیقی نیاز دارد که دارای محاسبات سریع باشد. این مدل‌ها در خدمت کاربردهایی از جمله تشخیص پزشکی، برنامه‌ریزی و آموزش جراحی است. یکی از چالش‌ها در شبیه‌سازی عمل جراحی، برش بافت نرم است که به تغییرات ساختار هندسی و مش‌بندی مجدد عناصر در زمان بصورت آنی نیاز دارد. در این مقاله الگوریتم برشی با توجه به تحلیل هندسی بافت پیشنهاد شده است به طوری که تعداد درجات آزادی کمی تولید کرده و شبیه‌سازی پایدارتری را با آسیب کمتر به بافت نشان می‌دهد. با توجه به نتایج حاصل از شبیه‌‌سازی، الگوریتم پیشنهادی از سرعت نسبتاً زیادی برخوردار است. علاوه بر الگوریتم پیشنهادی برش، روش نگاشتی پیشنهاد شده است که ارتباط بین مدل فیزیکی عناصر و مش‌بندی بصری و برخورد را برقرار ساخته و عمل جراحی واقعی‌تری را نشان می‌دهد. در این مقاله برای به‌ دست آوردن نتایج قابل اعتماد، از مدل فیزیکی، دقیق و محاسباتی اجزای محدود استفاده شده است. روش اجزای محدود برای پایداری، دقت و عملکرد کافی در شبیه‌‌سازی آنی به‌‌کار می‌‌رود. الگوریتم پیشنهادی در محیط شبیه‌‌سازی SOFAبرای بافت نرم سه‌‌بعدی توموری ‌شکل ارزیابی شده است.

برای دانلود باید عضویت طلایی داشته باشید

برای دانلود متن کامل این مقاله و بیش از 32 میلیون مقاله دیگر ابتدا ثبت نام کنید

اگر عضو سایت هستید لطفا وارد حساب کاربری خود شوید

منابع مشابه

ارائه الگوریتمی ترکیبی برای شبیه سازی برش بافت نرم با استفاده از روش اجزای محدود

شبیه­­سازی بی درنگ برای نشان دادن رفتار واقعی بافت نرم به مدل­های بیومکانیک دقیقی نیاز دارد که دارای محاسبات سریع باشد. این مدل­ها در خدمت کاربردهایی از جمله تشخیص پزشکی، برنامه­ریزی و آموزش جراحی است. یکی از چالش­ها در شبیه­سازی عمل جراحی، برش بافت نرم است که به تغییرات ساختار هندسی و مش­بندی مجدد عناصر در زمان بصورت آنی نیاز دارد. در این مقاله الگوریتم برشی با توجه به تحلیل هندسی بافت پیشنهاد...

متن کامل

ارائه الگوریتمی برای مسئله برش دوبعدی با تقاضا

در این مقاله مسئله برش دو بعدی1 با تقاضا، مورد بررسی قرار می گیرد. در این مسئله باید با برش ورقهای مستطیل شکل بزرگ، مستطیلهای کوچکتر مورد نیاز به نحوی تولید شوند که ضمن تامین تقاضاهای آنها، ضایعات یا تعداد ورقهای مصرفی حداقل شد. حل این مسئله در هر صنعتی که برش صفحات در آن مورد نیاز باشد از نظر کاهش ضایعات حائز اهمیت خواهد بود. در اکثر مقالات، تقاضای قطعات در نظر گرفته نشده و تنها به مسئله حداقل...

متن کامل

مدل‌سازی برهمکنش تایر- خاک به روش اجزای محدود غیر خطی با استفاده از نرم افزار متلب

در این پژوهش مدل برهمکنش جدیدی از تایر- خاک با نگاهی خاص به مدل اجزای محدود دو بعدی رشته­های مقاوم تایر شبیه‌سازی شد. هدف در این مدل جدید، در مقایسه با سایر مدل­های موجود، یافتن یک رابطه­ی ریاضی برای کل تایر نبوده، بلکه اجزای اصلی ساختار مکانیکی تایر مبنای کار قرار گرفته و نحوه­ی مدل­سازی الیاف مقاوم تایر به عنوان پیچیده­ترین بخش مدل اجزای محدود دو بعدی با بیان جزئیات ارائه گردید. همچنین بازساز...

متن کامل

ارائه الگوریتمی برای بهبود مدل‌سازی رخنه گل حفاری با استفاده از وارون‌سازی نمودارهای مقاومت الکتریکی

رخنه گل حفاری به‌دلیل اختلاف فشار گل موجود در حفره چاه و فشار سازند رخ داده و طی آن بخش مایع گل حفاری در مخزن رخنه کرده و ذرات جامد آن در دیواره چاه تشکیل ‏کیک گل را می‌دهد.‏ مقدار و هندسه رخنه توسط خصوصیات گل حفاری، ویژگی‌های سازند و اختلاف فشار بین گل و مخزن کنترل می‌شود. رخنه گل حفاری باعث آسیب دیدگی محزن، کاهش کیفیت مخزنی و کاهش توان تولید بخشی از سازند که تحت تاثیر این فرآیند قرار گرفته، م...

متن کامل

کاربرد روش اجزای محدود در دامنة زمان برای تعیین مسیرهای بهینة پرواز فضاپیما با رانش محدود

در این مقاله، مسیرهای بهینه حرکت هر فضاپیما تحت رانش محدود با به‌کارگیری روش اجزای محدود در دامنة زمان مدل‌سازی و ارائه شده است. در ابتدا، با توجه به معادلة گرانش نیوتن، معادلات فضای حالت حرکت فضاپیما با رانش محدود ارائه شده و سپس با در نظر گرفتن تابع عملکرد حداقل زمان مسئلة کنترل بهینه تنظیم شده است. همچنین با گسسته‌سازی مسئله در دامنة زمان و استفاده از روش حساب تغییرات، فرم اجزای محدود معادلا...

متن کامل

منابع من

با ذخیره ی این منبع در منابع من، دسترسی به آن را برای استفاده های بعدی آسان تر کنید

ذخیره در منابع من قبلا به منابع من ذحیره شده

{@ msg_add @}


عنوان ژورنال

دوره 7  شماره 4

صفحات  287- 296

تاریخ انتشار 2014-02-20

با دنبال کردن یک ژورنال هنگامی که شماره جدید این ژورنال منتشر می شود به شما از طریق ایمیل اطلاع داده می شود.

میزبانی شده توسط پلتفرم ابری doprax.com

copyright © 2015-2023