Las actividades de investigación del GNUM están centradas principalmente en los sólidos mecánicos deformables y la mecánica estructural, con un enfoque especial en la caracterización y la simulación del comportamiento de materiales y estructuras complejas, así como de fenómenos físicos propios de la ingeniería. Se estudian a su vez las técnicas numéricas necesarias para la resolución apropiada de los modelos resultantes (elementos finitos, métodos sin malla etc.). El grupo tiene cuatro líneas principales de investigación: elementos finitos, biomecánica computacional, metodos numericos en ingeniería y modelado de materiales y fenómenos. Estas cuatro líneas se abordan principalmente mediante simulación numérica, un campo en el que el grupo tiene experiencia aunque también se utilizan las instalaciones de ensayo para validar los resultados obtenidos. Se investiga el comportamiento de distintos materiales y componentes hasta su rotura, incluyendo daño, fatiga y resistencia. El objetivo principal es la predicción de la vida de componentes estructurales desde los puntos de vista determinista y probabilista y el desarrollo de modelos para la simulación de problemas de daño acumulado. Se investiga, tambien, principalmente del modelado de tejidos y procesos biológicos incluyendo el modelado de tejidos duros y blandos, la evaluación de prótesis e implantes y modelado de procesos como la remodelación o la reparación ósea. Las aplicaciones se centran principalmente en cirugía ortopédica y cardiovascular en las que se han desarrollado modelos de gran complejidad y precisión. El último tema está relacionado con la simulación numérica de los procesos de ingeniería (como grandes deformaciones, procesos biológicos entre otros). Estos procesos son muy complejos para la simulación numérica, debido al comportamiento no lineal, contacto entre superficies, altas velocidades de deformación, grandes deformaciones, etc. Se utilizan elementos finitos y métodos.

• MODELADO DE PROCESOS BIOMEDICOS
• DINÁMICA COMPUTACIÓNAL DE FLUIDOS (CFD)
• MODELAMIENTO DE FENÓMENOS DE COMBUSTIÓN
• ELEMENTOS FINITOS
• ECUACIÓNES DIFERENCIALES PARCIALES
• MÉTODOS ENERGÉTICOS
• ELEMENTOS SIN MALLA

Las actividades de investigación del GNUM están centradas principalmente en los sólidos mecánicos deformables y la mecánica estructural, con un enfoque especial en la caracterización y la simulación del comportamiento de materiales y estructuras complejas, así como de fenómenos físicos propios de la ingeniería. Se estudian a su vez las técnicas numéricas necesarias para la resolución apropiada de los modelos resultantes (elementos finitos, métodos sin malla etc.). El grupo tiene cuatro líneas principales de investigación: elementos finitos, biomecánica computacional, metodos numericos en ingeniería y modelado de materiales y fenómenos. Estas cuatro líneas se abordan principalmente mediante simulación numérica, un campo en el que el grupo tiene experiencia aunque también se utilizan las instalaciones de ensayo para validar los resultados obtenidos. Se investiga el comportamiento de distintos materiales y componentes hasta su rotura, incluyendo daño, fatiga y resistencia. El objetivo principal es la predicción de la vida de componentes estructurales desde los puntos de vista determinista y probabilista y el desarrollo de modelos para la simulación de problemas de daño acumulado. Se investiga, tambien, principalmente del modelado de tejidos y procesos biológicos incluyendo el modelado de tejidos duros y blandos, la evaluación de prótesis e implantes y modelado de procesos como la remodelación o la reparación ósea. Las aplicaciones se centran principalmente en cirugía ortopédica y cardiovascular en las que se han desarrollado modelos de gran complejidad y precisión. El último tema está relacionado con la simulación numérica de los procesos de ingeniería (como grandes deformaciones, procesos biológicos entre otros). Estos procesos son muy complejos para la simulación numérica, debido al comportamiento no lineal, contacto entre superficies, altas velocidades de deformación, grandes deformaciones, etc. Se utilizan elementos finitos y métodos

Se investiga el comportamiento de distintos materiales y componentes hasta su rotura, incluyendo daño, fatiga y resistencia. Se trabaja en el comportamiento de tejidos y procesos biológicos incluyendo el modelado de tejidos duros y blandos, la evaluación de prótesis e implantes y modelado de procesos como la remodelación o la reparación ósea. El último tema está relacionado con la simulación numérica de los procesos de ingeniería (como grandes deformaciones, procesos biológicos entre otros). Estos procesos son muy complejos para la simulación numérica, debido al comportamiento no lineal, contacto entre superficies, altas velocidades de deformación, grandes deformaciones, etc. Se utilizan elementos finitos y métodos sin malla, teniendo en cuenta comportamientos sólidos y pseudo-fluídos. -Los objetivos a corto plazo son (2 años): 1. Crear asignaturas en las maestrías de Matemáticas aplicadas y desarrollar la maestría en Ingeniería Mecánica de la Universidad Nacional de Colombia 2. Impulsar la creación del doctorado en Ingeniería Mecánica con énfasis en Mecánica Computacional. 3. Crear espacios de colaboración con otras universidades en Colombia -Objetivos a mediano plazo (3 años): 1. Posicionar el grupo a nivel nacional con publicaciones impresas (libros) y artículos en revistas nacionales y de circulación latinoamericana. 2. Obtener proyectos de financiación para colaboración con la industria privada y pública en áreas referentes al tema de trabajo propuesto. 3. Obtener proyectos de finanaciación para trabajos doctorales y de maestría en el área. -Objetivos a largo plazo (7 años): 1. Posicionar el grupo a nivel internacional con artículos de congresos internacionales y articulos en revistas indexadas de circulación internacional. 2. Posicionar sus integrantes y elevar su nivel académico por medio de doctorados y post doctorados. 3. Crear alianzas de investigación a nivel internacional con Europa y Estados Unidos.

Los retos a corto plazo son (2 años): 1. Crear asignaturas en las maestrías de Matemáticas aplicadas y desarrollar la maestría en Ingeniería Mecánica de la Universidad Nacional de Colombia 2. Impulsar la creación del doctorado en Ingeniería Mecánica con énfasis en Mecánica Computacional. 3. Crear espacios de colaboración con otras universidades en Colombia -retos a mediano plazo (3 años): 1. Posicionar el grupo a nivel nacional con publicaciones impresas (libros) y artículos en revistas nacionales y de circulación latinoamericana. 2. Obtener proyectos de financiación para colaboración con la industria privada y pública en áreas referentes al tema de trabajo propuesto. 3. Obtener proyectos de finanaciación para trabajos doctorales y de maestría en el área. -retos a largo plazo (7 años): 1. Posicionar el grupo a nivel internacional con artículos de congresos internacionales y articulos en revistas indexadas de circulación internacional. 2. Posicionar sus integrantes y elevar su nivel académico por medio de doctorados y post doctorados. 3. Crear alianzas de investigación a nivel internacional con Europa y Estados Unidos.

Hidrogeles magnéticos funcionalizados con Gemcitabina/NAB-paclitaxel como vehículos de liberación para el potencial tratamiento del cáncer de páncreas en un modelo in vitro.

Sistema de ventilación, control y simulación para disminuir la transmisión de enfermedades por medio de aerosoles en espacios cerrados.

Propuesta de Plan Estratégico para la creación del Centro de Excelencia (Intersedes) en Medicina e Inteligencia Artificial SemAI

MODELO COMPUTACIONAL DE LOS ASPECTOS MECÁNICOS EN EL PROCESO DE METÁSTASIS DEL CÁNCER COLORRECTAL EN MODELOS BIOMIMÉTICOS IN VITRO

Desarrollo de un sistema de manufactura híbrida para fabricación de componentes metálicos de mediana escala. Fase I: Prototipado del proceso de manufactura aditiva por soldadura de arco (WAAM).

Alianza para la investigación en ingeniería de tejidos y nuevos materiales con aplicación médica.

Reemplazo de unidad de cámara digital y su respectivo software de control para toma de micrografías y tomografía en el microscopio electrónico de transmisión del Laboratorio Interfacultades de Microscopía Electrónica de la Universidad Nacional de Colombia, Sede Bogotá.

MODELAMIENTO DEL PROCESO DE COMBUSTIÓN DE MEZCLAS GASOLINA -ETANOL CUANDO SON UTILIZADAS EN MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA UBICADOS A GRANDES ALTURAS.

Modelado Matemático y Simulación de Procesos en Ingeniería Mecánica y Biomédica

Modelo de la combustión bidimensional de mezclas gasolina-etanol en motores de combustión interna

PROGRAMA PARA LA OBTENCIÓN Y VALIDACIÓN DE PARÁMETROS NUMÉRICOS UTILIZADOS EN MODELOS MATEMÁTICOS Y SIMULACIÓN DE SISTEMAS Y PROCESOS BIOLÓGICOS MEDIANTE EL DISEÑO Y CARACTERIZACIÓN DE MODELOS CELULARES IN VITRO

EFECTO DE LAS CARGAS MECANICAS SOBRE EL DESARROLLO DE LA EPIFISIS Y LA PLACA DE CRECIMIENTO DEL FEMUR EN DIFERENTES ETAPAS DEL CRECIMIENTO

Mejora del software KIVA4-CANTERA-UN para el cálculo de cinética química en motores de combustión interna

Análisis de las características de flujos turbulentos cargados con partículas dispersas, mediante modelación de doble acoplamiento bajo un enfoque de dinámica de fluidos computacional.

Biomecánica y mecanobiología de la osificación endocondral e intramembranosa en huesos largos y planos

Modelo matemático de la organización columnar de la placa de crecimiento

Modelo computacional del proceso de formación de los huesos planos y suturas de la bóveda craneal humana

Análisis experimental y computacional del daño acumulado y falla dúctil bajo distintos estados triaxiales de esfuerzos en aceros de fase dual

Influencia de la presencia de perturbaciones geométricas de pared controladas en el comportamiento turbulento de flujos canónicos.

Rediseño, construcción y puesta a punto de equipo para la evaluación de la calidad de ignición en sistemas de inyección de combustible líquido.

• Modelo de combustión de motores de encendido por chispa acoplando Cantera a KIVA 4 (Articulos sometidos a revisión en revista indexada)
• Determination of the energy release rate function for an eccentrically notched center-loaded beam using elastic fracture analysis (Articulos sometidos a revisión en revista indexada)
• How the Formation of the Turing Pattern Could Be Used in a Bio-Mechano-Chemical Framework for Describing Development of Bones and Joints (Articulos sometidos a revisión en revista indexada)
• ESTUDIO COMPUTACIONAL DEL TIEMPO DE AUTOENCENDIDO DE COMBUSTIBLE LÍQUIDO EN IGNITION QUALITY TESTER (IQT) (Articulos sometidos a revisión en revista indexada)
• A Monte Carlo approach to computing stiffness matrices arising in polynomial chaos approximations (Articulos sometidos a revisión en revista indexada)
• A computational model for the joint onset and development (Articulos sometidos a revisión en revista indexada)
• A Simplified Scheme for Piezoelectric Anisotropic Analysis in Human Vertebrae Using Integral Methods (Articulos sometidos a revisión en revista indexada)
• Localized harmonic characteristic basis functions for multiscale finite element methods (Articulos sometidos a revisión en revista indexada)
• Comparación de las emisiones en motores que utilizan combustible e0 y e10 en régimen transitorio (Articulos sometidos a revisión en revista indexada)
• Mechanobiological modeling of endochondral ossification: an experimental and computational analysis (Articulos sometidos a revisión en revista indexada)
• Cartílago articular: estructura, patologías y campos eléctricos como alternativa terapéutica. Revisión de conceptos actualesThe articular cartilage: Structure and pathologies, and electrical fields as a therapeutic alternative. A Review of current concepts (Articulos sometidos a revisión en revista indexada)
• Analysis of bone remodeling under piezoelectricity effects using boundary elements (Articulos sometidos a revisión en revista indexada)
• Cellular scale model of growth plate: An in silico model of chondrocyte hypertrophy (Articulos sometidos a revisión en revista indexada)
• Estimation of Viscosity and Controller Strengthening in Boundary Stabilization of Korteweg-de Vries-Burgers¿ Equation (Articulos sometidos a revisión en revista indexada)
• Simplified qualitative discrete numerical model to determine cracking pattern in brittle materials by means of finite element method (Articulos sometidos a revisión en revista indexada)
• Estudio del proceso de combustión en un motor de alto swirl empleando mecánica de fluidos computacional (Articulos sometidos a revisión en revista indexada)
• A multiscale formulation for FEM and IgA (Articulos sometidos a revisión en revista indexada)
• GRUPO MECANOBIOLOGÍA DE ÓRGANOS Y TEJIDOS. La mecanobiología de órganos y tejidos en la medicina regenerativa (Articulos sometidos a revisión en revista indexada)
• Developmental Scenarios of the Epiphysis and Growth Plate Upon Mechanical Loading: A Computational Model (Articulos sometidos a revisión en revista indexada)
• Geometric and mechanical properties evaluation of scaffolds for bone tissue applications designing by a reaction-diffusion models and manufactured with a material jetting system (Articulos sometidos a revisión en revista indexada)
• Proximal femoral growth plate mechanical behavior: Comparison between different developmental stages (Articulos sometidos a revisión en revista indexada)
• A QUANTITATIVE AND QUALITATIVE GROWTH PLATE DESCRIPTION¿A SIMPLE FRAMEWORK FOR CHONDROCYTES COLUMNAR ARRANGEMENT EVALUATION (Articulos sometidos a revisión en revista indexada)
• A Comparison of the Contact Force Distributions on the Acetabular Surface Due to Orthopedic Treatments for Developmental Hip Dysplasia (Articulos sometidos a revisión en revista indexada)
• Load distribution on the radio-carpal joint for carpal arthrodesis (Articulos sometidos a revisión en revista indexada)
• Asymptotic expansions for high-contrast linear elasticity (Articulos sometidos a revisión en revista indexada)
• Mezclas gasolina-etanol en motores de combustión interna en Colombia (Articulos sometidos a revisión en revista indexada)
• El método de los elementos finitos: un enfoque teórico práctico (Otro)
• MODELADO COMPUTACIONAL DEL DESARROLLO ÓSEO HUMANO EN LA PLACA DE CRECIMIENTO DEL FÉMUR DISTAL (PUBLICACIÓN EN ARTÍCULO DE REVISTA)
• Modelado matemático del proceso de formación de los canales de cartílago en la epífisis (PUBLICACIÓN EN ARTÍCULO DE REVISTA)
• Caracterización del rendimiento de un perfil aerodinámico con perturbaciones prescritas en su superficie (TDG (Trabajo dirigido de grado) )
• Onset of flow instabilities in rigid foams (TDG (Trabajo dirigido de grado) )
• Sobre Operadores Diferenciales en Dominios Fractales (Tesis de maestría)
• Caracterización del Rendimiento Aerodinámico y la Respuesta Acústica del Chorro a través de un Ducto Convergente en Condiciones de Flujo Subsónico Compresible (Tesis de maestría)
• Investigación numérica de un flujo incompresible turbulento cargado con partículas sólidas suspendidas a través de un canal con perturbaciones de pared controladas. (Tesis doctoral)
• Modelado computacional del comportamiento mecano-biológico del tejido óseo durante el crecimiento: Aplicaciones a la displasia del desarrollo de la cadera (Tesis doctoral)
• ELABORACION DE LIBRO GUIA PARA APLICACIONES PRACTICAS DEL CURSO DE ELEMENTOS FINITOS DEL DEPARTAMENTO DE INGENIERIA MECANICA (Tesis doctoral)
• Caracterización del Rendimiento Aerodinámico y la Respuesta Acústica del Chorro a Través de un Ducto Convergente en Condiciones de Flujo Subsónico Compresible (Tesis doctoral)
• Solución Numérica de Ecuaciones Diferenciales Parciales en Medios Aleatorios y Heterogéneo (Tesis doctoral)
• Evaluación in vitro del efecto de una estimulación con campos eléctricos externos sobre condrocitos cultivados en un constructo 3D (Tesis doctoral)
• Modelo mecanobiológico de la regeneración de tejod óseo en scaffolds (Tesis doctoral)
• Rediseño, construcción y puesta a punto de equipo para la evaluación de la calidad de ignición en sistemas de inyección de combustible líquido. (proyectos de Investigación)
• CAMBIO DE COMBUSTIBLE COMO MEDIDA PARA LA MITIGACIÓN DE EMISIONES DESDE MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA ENCENDIDOS POR COMPRESIÓN (proyectos de Investigación)
• MATHROCKS (proyectos de Investigación)
• Estudio dimensional a volquetas pequeñas de dos ejes y respuestas a preguntas oficio DG-CO-166-2017 (proyectos de Investigación)
• MOvilidad más limpia en transporte de carga (proyectos de Investigación)
• Estudio de los Métodos de Elementos Finitos Multiscala Generalizados (proyectos de Investigación)
• Pruebas de emisiones a dos camiones caterpillar 793 (proyectos de Investigación)
• Preubas de desempeño a tres motores de combustión interna que utilizan GLP (proyectos de Investigación)
• Pruebas de desempeño a dos motocicletas marca Hero (proyectos de Investigación)
• Mejora del software KIVA4-CANTERA-UN para el cálculo de cinética química en motores de combustión interna (proyectos de Investigación)
• Additive Manufacturing Procedures for Cementitious Materials (proyectos de Investigación)