[ca] En aquesta tesi es desenvolupa un model numèric eficient i robust per a l'anàlisi de problemes fluid-dinàmics, que posteriorment es valida i s'aplica a dues noves configuracions: (1) les onades generades per una hidroala submergida i (2) la dinàmica d'una càpsula deformable en un flux pulsàtil. El model es basa en el Mètode dels Elements de Contorn (MEC) integrat amb la tecnologia de NURBS i T-spline. Aquesta tècnica es coneguda com Anàlisi Isogeomètric (AIG) i té certs avantatges. El més atractiu és que permet una integració directa entre programes moderns de disseny gràfic (CAD) i eines d'anàlisi numèric, eliminant així laboriosos passos intermedis com la generació de la malla. Aquesta tesi es divideix en dos blocs. El primer bloc tracta sobre la simulació de propagació d'onades no lineals gravitacionals i de la interacció onades-estructures. L'anàlisi d'aquest fenomen és útil per a predir la generació i propagació de tsunamis així com és indispensable per al disseny d'esculleres i estructures flotants. S'assumeix que el fluid és invíscid i irrotacional, resultant una equació de Laplace que es resol mitjançant el MEC. Es resolen diversos exemples en els que es demostra la precisió i estabilitat temporal del model numèric. Addicionalment es simula el front d'onades generat per una hidroala submergida. En el segon bloc s'aplica el AIG a l'estudi del comportament de microcàpsules deformables suspeses en fluxos. La dinàmica de microcàpsules deformables comporta importants implicacions en un ampli rang d'aplicacions biomèdiques i industrials. El AIG-MEC s'utilitza per a resoldre l'equació del fluid mentre que es desenvolupa una formulació basada en el AIG-Mètode dels Elements Finits (MEF) per a l'anàlisi de la mecànica de la membrana. Es resolen diversos exemples en els que es mostra la capacitat del mètode per a la simulació de càpsules sotmeses a grans deformacions. Finalment s'estudia la dinàmica d'una càpsula en un tub amb flux pulsàtil.

[en] In this Thesis an efficient and robust numerical model for the analysis of fluid dynamic problems has been developed, validated and applied to two novel fluid flow configurations: (1) the waves generated by a submerged foil and (2) the dynamics of microcapsules in pulsating shear flows. The model is based on the Boundary Element Method (BEM) integrated with the NURBS and the T-spline frameworks. This technique is known as Isogeometrical Analysis (IGA) and it offers several advantages. The most attractive is that it allows a direct integration between modern Computer Aid Design geometric systems and numerical engineering analysis tools, removing intermediate steps as the mesh generation. This Thesis is divided into two blocks. The first block deals with the simulation of the propagation of non-linear gravity waves and of the wave-structure interactions. The analysis of this phenomenon is useful to predict the generation and propagation of tsunamis and it is indispensable for the design of breakwaters and floating structures. The flow is assumed to be inviscid and irrotational and the resulting Laplace's equation is solved using BEM. Some benchmark examples are considered to show the temporal accuracy and stability of the method. In addition, the simulation of the waves generated by submerged foils is reported. In the second block the IGA is applied to analyze the behavior of deformable microcapsules in shear flows. The dynamics of deformable capsules have important implications in a wide range of biolomedical and industrial applications. The IGA-BEM is used to solve the Stokes flow equation and an IGA-Finite Element Method (FEM) is developed for the analysis of the capsule mechanics. Some benchmark examples are solved to demonstrate the capability of the present approach for the simulation of capsules subjected to large deformation. Finally, the dynamics of a deformable capsule in a tube under a pulsatile flow is analyzed.