SCCS (Scientific Computing and Cardiovascular Simulation) laboratory SCCS conducts the following research, development and application tasks (1) Research tasks Scheme development for 3D incompressible Navier-Stokes equations by (1) finite difference ; (2) finite element ; (3) particle ; (4) immersed boundary methods Scheme development for the 3D Maxwell’s equations for dispersive media by finite difference method Scheme development for integrable equations (Schrӧdinger, Camassa-Holm, Degasperis-Procesi, Hunter-Saxton equations ) by finite difference method Modelling Chinese medicine acupuncture and moxibustion (針灸) Modelling HIFU (High Intensity Focused Ultrasound ) for tumor ablation and hemostasis treatment (2) Development tasks Incompressible Navier-Stokes finite element and particle codes implemented in GPUs Maxwell’s equations finite difference code implemented in GPUs (3) Application tasks Biofluid/biomedicine problems Multiphysics problems Multiscale problems Multiphase problems Chinese medicine Electromagnetic wave problems CMSV (Computational Mechanics and Scientific Visualization) laboratory CMSV conducts 3D visualization of medical images and 3D simulated HPC results

Some research results (一) Research code development for Tumor disease treatments (一) Research code development for (1) 3D incompressible Navier-Stokes equations SCCS 3D finite element GPU code SCCS 3D finite difference code SCCS 3D MPS particle code (2) 3D Maxwell’s equations SCCS 3D finite difference GPU code (二) Application examples Cardiovascular disease treatments (三) Paper publication : http://homepage.ntu.edu.tw/~twhsheu/member/member_tony_pub_rp.htm The time evolving lesion volume with the temperature higher than 56 °C in the liver tumor. Geometry of the problem HIFU (High Intensity Focused Ultrasound) TACE Pressure TACE (Trans Arterial Chemo Embolization) Acupuncture (1) Adult coronary artery by-pass planning treatment pressure surface limiting streamline RFA 6 mins 12 mins 15 mins 50 °C iso-surface RFA (Radio Frequency Ablation) (2) Congential heart diseases (TCPC , ASO) TCPC pressure shear stress ASO-shear stress ASO–wall pressure Arterial Switch Operation (ASO) Total Cava Pulmonary Connection (TCPC) Initial (Top) and final distributions of mastocytes at the acupoint (middle) and non-acupoint (bottom).

本實驗室目前致力於以下的研究、發展及應用研究 科學計算與心血管模擬實驗室 本實驗室目前致力於以下的研究、發展及應用研究 (一) 研究內容 發展求解三維不可壓縮流Navier-Stokes方程式的 (1) 有限差分方法 (2) 有限元素方法 (3) 粒子法 (4) 沉浸邊界法 方法 發展求解三維Maxwell方程式於色散物質的有限差分方法 發展求解可積方程(Schrӧdinger, Camassa-Holm, Degasperis-Procesi, Hunter-Saxton equations) 的有限差分方法 中醫針灸的數學建模 高強度聚焦超音波於腫瘤燒灼治療的數學建模 (二) 程式發展 執行於圖形處理器(GPUs)計算平台的不可壓縮流Navier-Stokes方程式有限元素及粒子法程式的開發 執行於圖形處理器(GPUs)計算平台的Maxwell方程式有限差分方法程式的開發 (三) 應用內涵 生醫問題 多物理場問題 多尺度問題 多相流問題 中國醫學 電磁波問題 計算力學與科學視覺實驗室 本實驗室致力於醫學影像與模擬計算結果的三維可視化

(1) 三維不可壓縮流Navier-Stokes方程式 研究成果 肝腫瘤疾病治療之規劃 (一) 程式開發 (1) 三維不可壓縮流Navier-Stokes方程式 三維有限元素方法的 GPU 程式 三維有限差分方法的GPU程式 三維粒子法程式 (2) 三維Maxwell方程式 三維有限差分方法的GPU 程式 (二) 應用案例 心血管疾病治療 (三) 論文發表 : http://homepage.ntu.edu.tw/~twhsheu/member/member_tony_pub_rp.htm 肝腫瘤在高於56度的燒灼下的損害變化 幾何模型 高強度聚焦超音波 TACE 壓力分佈 肝栓塞手術 (TACE) 針灸 (1) 成人冠狀動脈繞道手術 壓力分布 表面極限流線 RFA 6 分 12 分 15 分 50 °C 燒灼下的表面變化 肝腫瘤之射頻燒灼 (RFA) (2) 先天性心臟病 (TCPC , ASO) TCPC 壓力分布 剪應力分布 ASO-剪應力分布 ASO–壁面壓力 大動脈轉位手術 (ASO) 全腔靜脈與肺動脈連接術 (TCPC) 肥大細胞於穴道的初始(上)和最終分佈(中) 非穴道的肥大細胞分佈(下)