Base Matematica en El Modelado de Sistemas

17
Base Matemática en el modelado de sistemas.

Transcript of Base Matematica en El Modelado de Sistemas

  • BaseMatemticaenelmodeladodesistemas.

  • Propiedades de sistemas.Propiedadesdesistemas.

    Cajas negrasCajasnegras. Contienencaractersticasgenerales.Estas caractersticas pueden ser transferidas a Estascaractersticaspuedensertransferidasadiversossistemas.

    ?

  • Resistencia Elctrica.ResistenciaElctrica.

    IRV IRV Podemos expresar esta ecuacin de manera mas generalizada en trminos de:Podemosexpresarestaecuacindemaneramasgeneralizada,entrminosde:

    EsfuerzoFlujo.

    Entonces: R R

  • Resistencia en diversos sistemasResistenciaendiversossistemas Sistemas:

    Mecnicos Rm esta relacionada con la Mecnicos.Rmestarelacionadaconlaviscosidaddelfluidodentrodelamortiguador

    Fluidos.Rfrelacionadaconlaviscosidaddelliquidoylargodeltubo.

    Trmicos.Rt inversamenterelacionadaconlaconductividadtrmicadelmaterial.

    Qumicos.Rc:Resistenciadedifusin.

  • Capacitancia.Capacitancia.qC CapacitanciaElctrica:V

    C t

    DefinicindeCarga: t dtIq0

    Capacitanciaentrminosgenerales

    t

    dtC1

    generales C 0

  • Capacitancia en diversos sistemasCapacitanciaendiversossistemas

    Mecnicos:Cmesequivalenteacompliance.Quetantoelresorteseextenderocomprimir.

    Fluidos:Cfestadeterminadaporlaelasticidaddelmaterialdelglobo.g

    Trmicos: Ct representa la cantidad de Trmicos:Ct representalacantidaddecaloralmacenadaenunmedio.

  • Inercia (inductancia)Inercia(inductancia)

    Capacidad de almacenar energa cinticaCapacidaddealmacenarenergacintica.

    dILVdtdLV

    dtdL dt

  • Combinacin de elementos.Combinacin deelementos.

  • Modelo MsculoModeloMsculo.

    ModeloRespiratorio

  • Sistema Respiratorio.SistemaRespiratorio.

  • Ejemplo(modelodemecnica)respiratoria).

    Descripcinlinealdelosppulmones. Divididoen2partes

    Vas areas principales o centrales Vasareasprincipalesocentrales(resistenciadelfluidoRc).

    Vasareasperifricas(resistenciade fluido Rp).defluidoRp).

    Elairequeentraalospulmonesestarepresentadoporlascompliance de los pulmones y elcompliance delospulmonesyeltraxenserie(CLyCW)

    Cseslacompliance debidaab t i l i tobstruccinenelsistema.

  • Presiones: PaO,alaaberturadelasvasaareas.P en la parte central del Paw enlapartecentraldelsistema.

    Pa enlosalveolos. Ppl enelespaciopleural. Po presindereferencia.

    Flujo volumtrico Flujovolumtrico. Aireentrando:Q Aireenelalveolo:QAA DebidoaobstruccionesQQA

  • Aplicando Kirchhoff a el nodo PAWAplicandoKirchhoffaelnodoPAW

    dtQQ

    CdtQ

    CCQR A

    SA

    WLAp )(

    111

    AplicandoKirchhoffalamallaqueti C R

    CCC SWL

    contieneCsyRc

    dtQQQRP )(1 dtQQCQRP ASCaO )(

  • DerivandolasecuacionesanterioresysustituyendoQAPodemosobtenerunaecuacinquerelacionelapresinenlosalveolosrespectoalflujodeairevolumtrico.

    QCCCRdt

    dQCRR

    CdtQdR

    dtdP

    CRdtPd

    WLSPTP

    C

    SC

    ao

    TP

    ao

    11111 2

    2

    2

    2

    CCCRdtCRCdtdtCRdt WLSPTPSTP

    CAdonde 111:

    SWL

    T CCCCAdonde:

  • Modelo MusculoModeloMusculo

    Fo:Fuerzadelelementoactivodelmusculo. F:Fuerzaresultante. R:Amortiguacinviscosainherenteeneltejido. Cp: Elemento elstico paralelo (propiedades del sarcolema) Cp:Elementoelsticoparalelo(propiedadesdelsarcolema) Cs:Elementoelsticoserie(propiedadesdelostendones).

  • Lasumadelasfuerzasenlasdosramasesigual a FigualaF.

    LaextensindeCsyResigualax(extensind C )deCp).

    PerolasextensionesdeCsyRnosoniguales!!!!.

  • LafuerzaatravsdeCsesigualalafuerzaatravs de R//Fo.travsdeR//Fo.

    Fodtdx

    dtdxR

    Cx

    11

    dtdtCS xxF 1PS CC

    F

    FodxdF

    1111

    SPSPSS RCCRCdtCCRCdt

    ParacondicionesestablesisomtricasF=Fo.