شبیه سازی عددی حرکت و تغییر شکل گلبول قرمز در جریان ویسکوز

در این تحقیق، حرکت و تغییر شکل یک گلبول قرمز در جریان تراکم ناپذیر و لزج با استفاده از ترکیب روش شبکه بولتزمن و روش مرز غوطه ور شبیه سازی می گردد. برای حل میدان جریان سیال از روش شبکه بولتزمن و برای شبیه سازی دینامیک گلبول قرمز از روش مرز غوطه ور استفاده می شود. گلبول قرمز به صورت یک مرز ارتجاعی غوطه ور در جریان سیال در نظر گرفته می شود. مزیت اصلی روش شبکه بولتزمن این است که در آن برخلاف روش های متداول دینامیک سیالات محاسباتی که در آنها معادلات دیفرانسیلی حل می شوند فقط یک معادله جبری حل می شود. همچنین در روش مرز غوطه ور میدان جریان سیال با یک شبکه بندی اویلری منظم گسسته می شود در حالیکه جسم غوطه ور در مختصات لاگرانژی نشان داده می شود. در حالت کلی، نقاط شبکه اویلری بر نقاط لاگرانژی منطبق نمی باشند. بر هم کنش بین سیال و مرز غوطه ور با استفاده از یک شکل مناسب تابع دلتای دیراک مدل می شود. اثرات شرط مرزی عدم لغزش با افزودن یک جمله نیرو به عنوان چشمه به معادلات ناویر-استوکس (در اینجا معادله شبکه بولتزمن) در نظر گرفته می شود. در این مطالعه، حرکت چرخشی گلبول قرمز خون در جریان برشی شبیه سازی می گردد که نتایج حاصل توافق خوبی با نتایج تجربی و عددی موجود دارد.