Thermo-hygro-chemo-mechanical model of concrete at early ages and its extension to tumor growth numerical analysis.

L’obiettivo del Dottorato è stato lo sviluppo di due modelli multifase basati su fondamenti teorici comuni ma applicati a due campi della ricerca scientifica molto diversi: i) lo studio del comportamento termo-igro-chemo-meccanico del calcestruzzo giovane; ii) l’analisi dei fenomeni fisici, chimici e biologici che regolano la crescita e lo sviluppo dei tumori. La modellazione numerica del comportamento del calcestruzzo giovane è di grande importanza per la progettazione di strutture sostenibili e durevoli. Il modello sviluppato durante il Dottorato è stato implementato nel codice agli elementi finiti Cast3M e in seguito validato con la simulazione di casi sperimentali. Il modello numerico consente un’ampia gamma di applicazioni: studio delle sollecitazioni e dei fenomeni di fessurazione nel calcestruzzo durante i primi giorni dopo la posa in opera, analisi dei gradienti termici e igrometrici, valutazione del ritiro autogeno e di essiccazione, studio dell’inibizione dell’idratazione causata dall’essiccazione, ridistribuzione delle tensioni dovuta al ritiro e alle deformazioni differite, modellazione delle riparazioni. Le equazioni che governano il comportamento termo-igro-chemo-meccanico del calcestruzzo hanno molte analogie formali con quelle che sono tipicamente alla base della modellazione della crescita dei tumori. L'allargamento dell'analisi numerica al campo medico è di grande interesse sociale oltre che scientifico, pertanto le equazioni utilizzate per il calcestruzzo sono state riadattate per la modellazione della crescita tumorale, e il modello matematico ottenuto è stato anch’esso introdotto in Cast3M. I primi risultati di questo modello sono stati soddisfacenti perché qualitativamente molto simili ai dati sperimentali della letteratura scientifica.