High-accuracy adaptive modeling of the energy distribution of a meniscus-shaped cell culture in a Petri dish

Gómez Revuelto, Ignacio; García Castillo, Luis E. y Pardo, David (2015). High-accuracy adaptive modeling of the energy distribution of a meniscus-shaped cell culture in a Petri dish. "Journal of Computational Science", v. 9 ; pp. 143-149. ISSN 1877-7503. https://doi.org/10.1016/j.jocs.2015.04.027.

Descripción

Título: High-accuracy adaptive modeling of the energy distribution of a meniscus-shaped cell culture in a Petri dish
Autor/es:
  • Gómez Revuelto, Ignacio
  • García Castillo, Luis E.
  • Pardo, David
Tipo de Documento: Artículo
Título de Revista/Publicación: Journal of Computational Science
Fecha: Julio 2015
Volumen: 9
Materias:
Palabras Clave Informales: Petri dish; Finite elements; hp-Adaptivity; Cell culture; Geometrically induced refinements
Escuela: E.T.S.I. y Sistemas de Telecomunicación (UPM)
Departamento: Teoría de la Señal y Comunicaciones
Licencias Creative Commons: Reconocimiento - Sin obra derivada - No comercial

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Resumen

Cylindrical Petri dishes embedded in a rectangular waveguide and exposed to a polarized electromagnetic wave are often used to grow cell cultures. To guarantee the success of these cultures, it is necessary to enforce that the specific absorption rate distribution is sufficiently high and uniform over the Petri dish. Accurate numerical simulations are needed to design such systems. These simulations constitute a challenge due to the strong discontinuity of electromagnetic material properties involved, the relative low field value within the dish cultures compared with the rest of the domain, and the presence of the meniscus shape developed at the liquid boundary. The latter greatly increases the level of complexity of the model in terms of geometry and intensity of the gradients/singularities of the field solution. In here, we employ a three-dimensional (3D) hp-adaptive finite element method using isoparametric elements to obtain highly accurate simulations. We analyze the impact of the geometrical modeling of the meniscus shape cell culture in the hp-adaptivity. Numerical results showing the error convergence history indicate the numerical difficulties arisen due to the presence of a meniscus-shaped object. At the same time, the resulting energy distribution shows that to consider such meniscus shape is essential to guarantee the success of the cell culture from the biological point of view.

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Más información

ID de Registro: 40739
Identificador DC: http://oa.upm.es/40739/
Identificador OAI: oai:oa.upm.es:40739
Identificador DOI [BETA]: 10.1016/j.jocs.2015.04.027
URL Oficial: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1877750315000654
Depositado por: Memoria Investigacion
Depositado el: 23 Mar 2017 19:40
Ultima Modificación: 23 Mar 2017 19:40
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