1. (Biomedical Applications)
ADINA
(Biomedical Applications)

2. ADINA
CONTENTS 1
Introduction 2
Module 3
FSI 4
Application

3. (Automatic Dynamic Incremental Nonlinear Analysis)
Introduction
ADINA
(Automatic Dynamic Incremental Nonlinear Analysis)
ADINA R&D, Inc. (USA) was founded in 1986 by Dr. K. J. Bathe (Author of “Finite Element Procedures) and associates.
FEM (Finite Element Method) & FVM (Finite Volume Method) for the analysis of solids, structures, fluids and fluid flow with structural interactions coupling with Multiphysics.
ADINA 8.8 was released in January 2012.

4. Introduction ADINA-AUI: ADINA User Interface program
ADINA-Structure: Finite Element program for Solid and Structural analysis
ADINA-CFD : CFD program for Incompressible and compressible flows
ADINA-Thermal: Heat transfer analysis for solid and field problems
ADINA-FSI: Fully coupled analysis of fluid flow with structural interaction
ADINA-TMC: Thermo-mechanical coupled analysis
ADINA-EM: electromagnetic analysis
ADINA-M: ADINA Modeler for solid modeling
CAD Interfaces: Import parasolid, NASTRAN, IGES

5. Introduction

6. ADINA - module Structure Introduction
FSI
Introduction
Application
- Linear/Nonlinear Stress Analysis in Statics and Dynamics (1 to 5milion equations)
- Contact Analysis (Multi-Body, Self Contact)
- Frequencies/Modes Analysis
- Modal Superposition
- Modal Stress
- Modal Participation Factors
- Linearized Buckling
- Collapse Analysis
- User-supplied material models, loads, elements, friction models

7. ADINA - module Structure Introduction
FSI
Introduction
Application
- CFD program for the analysis of compressible and incompressible flow with moving boundaries and automatic remeshing capabilities
- Steady-state or transient analysis
- Laminar or turbulent flow
- Flows with or without heat transfer
- Mass transfer
- VOF (Volume of Fluid)
- Electric-Static effects
- Arbitrary Lagrangian-Eulerian (ALE) formulation
- User-supplied material models, boundary conditions

8. ADINA - module Thermal Introduction
FSI
Introduction
Application
- Heat transfer problem in solid and structures
- Radiation between surfaces of arbitrary geometries
- Element birth-death options
- Capabilities for highly nonlinear material behavior
- Electrostatic, seepage and piezoelectric analysis
- Latent heat effects (e.g., freezing and melting conditions)
- Coupling to ADINA
- User-supplied material models
Temperature field of turbine casing, convection boundary conditions
Thermal analysis for SAW (Submerged Arc Welding), multipass butt weldment

9. ADINA - module TMC Introduction
FSI
Introduction
Application
- Fully coupled thermo-mechanical analysis
- Piezoelectric analysis (with user-supplied subroutines)
- Soil consolidation analysis
A thermo-mechanical problem can include:
- Internal heat generation due to plastic deformations of the material
- Heat transfer between contacting bodies
- Surface heat generation due to friction on the contacting surfaces
Applications
- Piezoelectric actuators
- Disk Break system
- Development of piezoelectric fiber composites
(Reference: Paolo Gaudenzi, Kalaus-Jurgen Bathe, “Recent Applications of an Iterative Finite Element Procedure for the Analysis of Electroelastic Materials”, Fourth International Conference on Adaptive Structures, 1993)
Temperature band plot

10. ADINA - module FSI Introduction
Application
- Fully coupled analysis of fluid flows with structural interactions including mass transfer, thermal, porous, electric static coupling (Multi-physics)
- Entirely different meshes can be used for structure and fluid
- Large deformation
- Arbitrary Lagrangian-Eulerian (ALE) formulation
Applications
- Automotive Systems (Shock Absorber, Fuel Rail, Hydro Mount etc.)
- Biomedical Applications
- Nuclear Power and Pipe Systems
- Compressors, Pumps, Impeller, Turbine
- Micro-Electro-Mechanical Systems (MEMS)

11. ADINA - FSI Fluid Structure Interaction FLUIDS Structure
module
FSI
Introduction
Application
FLUIDS
Structure
Solving the flow field and extracting the pressure forces upon the structure
Calculating the structure deformation due to external and internal forces
Fluid Structure Interaction
Automatic exchange
Between the solvers
Boundary conditions
at fluid-structure interface
ADINA-CFD
ADINA-Structure
Following results can be obtained;
Structure: stress & deformation, reaction force, velocity, etc.
Fluid: pressure, velocity and vorticity, etc.

12. Kinematic and dynamic conditions
ADINA - FSI
Structure model
Lagrangian coordinate system
Primary unknown: displacement
Fluid model
Arbitrary-Lagrangian-Eulerian coordinate system
Solution variables: fluid variables (pressure, velocity, etc.), displacement
module
FSI
Introduction
Application
Kinematic and dynamic conditions
Kinematic condition
Dynamic condition
: No-slip condition
Fluid forces :
: Slip condition
the virtual quantity of the solid displacement

13. ADINA - FSI inlet outlet Pipe (flexible) Fluid-Structure Interface
module
FSI
Introduction
Application
inlet
outlet V
Pipe (flexible)
Force
Fluid-Structure Interface
Rigid wall

14. ADINA-FSI를 이용한 혈액주머니 안의 비정상 혈액 유동에 대한 시뮬레이션
Application
module
FSI
Introduction
Application
ADINA-FSI를 이용한 혈액주머니 안의 비정상 혈액 유동에 대한 시뮬레이션

15. 허리 디스크의 진행성 골절 Application Introduction module FSI Application
 디스크의 유한요소모델과 주변

16. Different components of load as a function of time (one cycle shown)
Application
허리 디스크의 진행성 골절
module
FSI
Introduction
Application
  Different components of load as a function of time (one cycle shown)

17. Application
Aortic Valve(대동맥 판막)
module
FSI
Introduction
Application

18. Application

19. 모세관 내의 적혈구/백혈구 Application Introduction module FSI Application
모세관을 통과하는 작은 입자(적혈구, 백혈구)의 시뮬레이션

20. Application
module
FSI
Introduction
Application
혈관 혈액 유동

21. (Simulation of Blood Flow through an Aneurysm)
Application
맥류에서의 혈액 유동
(Simulation of Blood Flow through an Aneurysm)
module
FSI
Introduction
Application
module
FSI
Introduction
복부 대동맥을 시뮬레이션 한 동영상입니다. 맥류에서의 단면에 따른 속도 차이를 보여주고 있습니다. 정상적인 대동맥 보다 2배이상 직경이 확장된 경우의 정보를 받아 시뮬레이션 한 것이다.
맥류를 통과하는 혈액 흐름 시뮬레이션

22. 유체-구조 연성 해석-심장수술 임상실험 Application Introduction module FSI Application
영상의학 분야의 급속한 발전과 multi-physics computational tool, 컴퓨터의 성능의 발전 등으로 환자 개개인의 시뮬레이션에 대한 신뢰성 높은 결과을 얻을 수 있게 되었다. 이러한 시뮬레이션을 통하여 다른 질병의 원인과 잠재적 치료에 도움이 될 것으로 기대가 된다. ADINA내의 FSI로 시뮬레이션을 구현 해 보실 수 있습니다.
최적화를 위한 심장 자기 공명 (CMR) 화상 진찰에 근거한 특정 환자의 뇌실 모형을 만들어 보았다.컴퓨터 접근을 이용하여 외과적 가설하에서 위험한 임상 실험을 대체할 수 하나의 방법이 될 수도 있다.(

23. Application

24. Application
인공 폐 해석
module
FSI
Introduction
Application

25. Application
뇌하수체
module
FSI
Introduction
Application

26. Application
module
FSI
Introduction
Application

27. 흉부 대동맥내에서 3D MR의 흐름 Application Introduction module FSI Application
인체에 있는 현지 관 해부학 그리고 기능의 지식은 심장 혈관 질병의 진단 그리고 처리를 위한 중대한 관심사의 이다. 가슴 대동맥에 있는 hemodynamics의 포괄적 분석은 최신식 급속한 prototyping 기술 및 컴퓨터 유체 역학 (CFD)를 가진 flow-sensitive 4D MRI의 통합에 근거하 선물된다. 급속한 prototyping는 큰 해부 적용을 가진 현실주의 관 모형으로 대조하 강화된 씨 혈관 조영법에 의해 측정되는 것과 같이 대동맥 geometries를 변형시키기 위하여 이용되었다. flow-sensitive 4D MRI의 환자 특정한 두근거리는 유입 상태 그리고 신청을 가진 교류 회로로 통합은 현지의 상세한 분석을 허용하고 세계적인 3D는 역동성 현실주의 관 기하학에 있는 흐른다. 결과는 현실주의 관 hemodynamics의 상세한 실험 가장을 위한 그런 환자 특정한 모델 시스템의 잠재력을 나타낸다.

28. 대뇌 동맥류 Application Introduction module FSI Application
대뇌 동맥류는 동맥의 병리학 팽창시킴이고, Willis의 원형의 전방과 뒤 지구에서 일반적으로 찾아냈다. 대뇌 동맥류의 파열은 잠재적으로 가혹한 신경학상 합병증을 가진 지주막하 출혈을 일으키는 원인이 된다. Hemodynamics는 대뇌 동맥류의 진행성 그리고 파열에 있는 중요한 역할을 한다. 이 학문은 Willis의 원형의 전방과 뒤 순환 지구에서 있는 대뇌 동맥류를 두갈래로 가르기의 7개의 환자 특정한 모형에 있는 혈류량 역동성과 액체 구조 상호 작용을 기술한다. 모형은 3D 회전 혈관 조영법 이미지 데이터에서 얻어지고, 혈류량 역동성과 액체 구조 상호 작용은 유입의 생리적으로 대표적인 파형의 밑에 공부되었다. 동맥 벽은 탄력 있고, 등방성 균질 이고 추측되었다. 교류는 박판 모양, non-Newtonian와 압축할 수 없고 추측되었다.

29. Application
동맥 아테로마 파열
module
FSI
Introduction
Application

30. 수면 무호흡증 Application Introduction module FSI Application
폐쇄 수면 가사 증후군의 해석을 위한 인체 상부기도의 호흡 시뮬레이션

31. 감 사 합 니 다 !