فهرست مطالب نویسنده:
اسعد علیزاده
-
در مطالعه حاضر، دینامیک یک گلبول قرمز در میکروکانال دوبعدی ساده و میکروکانال دارای مانع پله ای، با استفاده از ترکیب روش شبکه بولتزمن و روش مرز غوطه ور شبیه سازی می گردد. گلبول قرمز به صورت یک مرز انعطاف پذیرغوطه ور در جریان سیال در نظر گرفته می شود. اثرات تغییر لزجت پلاسما بر حرکت و تغییر شکل گلبول قرمز بررسی شد. در ادامه حرکت گلبول قرمز دایروی در جریان پوازیه بررسی گردید. با توجه به این که گلبول در مرکز کانال قرار دارد و جریان متقارن محوری است بین نیروهای برآی عمل کننده از بالا و پایین روی گلبول، تعادل برقرار است. با عبور دادن گلبول از یک مانع پله ای در دو حالت گلبول طبیعی و گلبول با تغییر شکل پذیری پایین، مشاهده شد که گلبول طبیعی سرعت و تغییر شکل بیشتری دارد. به علاوه، به دلیل ضرایب کششی و خمشی پایین تر، گلبول طبیعی حرکت tank-treading را تجربه می کند در حالی که برای گلبول با تغییر شکل پذیری کم، حرکت tumbling اتفاق می افتد. نتایج حاصل با نتایج عددی موجود مقایسه گردید که تطابق نسبتا خوبی را نشان داد.کلید واژگان: روش شبکه بولتزمن, روش مرز غوطه ور, گلبول قرمز خون, اندرکنش, میکروکانال با مانع پله ایIn the present study, the dynamics of a red blood cell (RBC) in a simple microchannel and in a microchannel with step stenosis is simulated using combined lattice Boltzmann- immersed boundary (LB-IB) method. The RBC is considered as a deformable boundary immersed in the fluid flow. The effects of plasma viscosity on the motion and deformation of the RBC was investigated. Then the motion of a circular RBC in a Poiseuille flow was analyzed. Since the RBC is put at the centerline of the channel and the flow in the channel is axisymmetric, the lift forces acting on the top and bottom part of the RBC are in equilibrium. When passing over a step stenosis in the channel the normal RBC was found to be more deformable and take higher speed as compared to the less deformable RBC. In addition, the normal RBC experienced tank-treading motion due to its low elastic and bending coefficients whereas for the less deformable RBC the tumbling motion took place. The current results showed reasonably good agreement with the available numerical results.Keywords: Lattice Boltzmann Method (LBM), Immersed Boundary Method (IBM), Red Blood Cell, Interaction, Microchannel with step stenosis
-
در این مقاله، حرکت یک غشاء ارتجاعی و نیز اندرکنش هیدرودینامیکی چند غشاء در یک میکروکانال با توسعه یک کد کامپیوتری به زبان C شبیه سازی می گردد. برای حل میدان جریان سیال از روش شبکه بولتزمن و برای شبیه سازی اندرکنش سیال- جامد از روش مرز غوطه ور استفاده می شود. غشاها به صورت مرزهای انعطاف پذیرغوطه ور در جریان سیال در نظر گرفته می شوند. ابتدا یک غشاء با سفتی بالا به شکل مقعرالطرفین در نظر گرفته می شود. این غشاء به دلیل سفت بودن، از خود حرکت غلت خوردن نشان می دهد و جابجایی عرضی آن با نوسان همراه خواهد بود. سپس، اثرات موقعیت اولیه یک غشاء به شکل دایره بر تغییر شکل، سرعت و جابه جایی عرضی آن مورد بررسی قرار می گیرد. دیده شد که با نزدیک شدن موقعیت اولیه غشاء به مرکز میکروکانال، جابجایی عرضی و مولفه قائم سرعت آن کاهش یافته و مولفه افقی سرعت آن افزایش می یابد. در انتها، حرکت همزمان چند غشاء در یک میکروکانال و برهمکنش آنها با یکدیگر و با جریان تحلیل می گردد. غشاها با هم برخورد نداشته و بنابراین مکانیزم برخورد مدل نشده است. مشاهده شد که غشای بالادست جریان، بیشترین تغییر شکل را دارد و نیروی بیشتری از طرف سیال به آن وارد می شود. همچنین، حضور همزمان چند غشاء باعث کندتر شدن سرعت جریان خواهد شد. نتایج عددی حاضر تطابق خوبی با نتایج معتبر عددی موجود دارد.کلید واژگان: روش شبکه بولتزمن, روش مرز غوطه ور, چند غشاء ارتجاعی, اندرکنش, میکروکانالIn this paper, motion of a flexible membrane and hydrodynamic interaction of multiple membranes in a microchannel are simulated by developing a computer code written in C. The membranes are considered as flexible boundaries immersed in the fluid. First a single biconcave shaped membrane with high rigidity is considered. Due to the rigidity of the membrane, it experiences tumbling motion and its vertical displacement becomes oscillatory. Then, the effects of initial position of a circular membrane on its deformation, vertical velocity and displacement are investigated. It was observed that as the initial location of the membrane approaches the channels central axis, its vertical displacement and velocity decreased, but its horizontal velocity component increased. Finally, the simultaneous motion of multiple membranes in a microchannel and their interaction with each other and with flow are evaluated. The membranes do not collide and hence the collision mechanism is not modeled. It was found that the upstream membrane experienced greatest deformation and the greatest force was exerted on it by the fluid on it. In addition, simultaneous presence of multiple membranes would result in a reduction in the flow velocity. The current numerical results have good agreement with the available valid numerical ones.Keywords: Lattice Boltzmann Method, Immersed Boundary method, Multiple flexible membranes, Interaction, Microchannel
-
در مطالعه حاضر، حرکت و تغییر شکل یک غشاء الاستیک در یک کانال دوبعدی با گودال و بدون گودال 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 اندرکنش سیال و غشاء از روش مرز غوطه ور استفاده می شود. غشاء الاستیک به صورت یک مرز انعطاف پذیرغوطه ور در جریان سیال در نظر گرفته می شود. در روش مرز غوطه ور، غشاء الاستیک در مختصات لاگرانژی نشان داده می شود، در صورتی که میدان جریان سیال با یک شبکه بندی اویلری یکنواخت و ثابت گسسته می شود. اندرکنش بین سیال و مرز غوطه ور با استفاده از تابع دلتای دیراک مدل می شود. اثرات شرط مرزی عدم لغزش با افزودن یک جمله نیرو به معادله شبکه بولتزمن در نظر گرفته می شود. بسته به شدت جریان (یا عدد رینولدز)، موقعیت اولیه غشاء و سفتی آن و اندازه گودال، غشاء الاستیک در داخل گودال فقط حرکت چرخشی داشته و یا توسط جریان به بیرون از آن هدایت می شود. نتایج برحسب میدان سرعت و فشار جریان سیال و نیز شکل غشاء در زمان های مختلف نشان داده شده است. نتایج حاصل با نتایج تجربی و عددی موجود مقایسه گردید که تطابق خوبی را نشان داد.
کلید واژگان: روش شبکه بولتزمن, روش مرز غوطه ور, غشاء الاستیک, اندرکنش, کانال با گودالIn the current study, the motion and deformation of an elastic membrane in a two-dimensional channel with and without a groove is simulated using a combined lattice Boltzmann-immersed boundary method. The lattice Boltzmann method is used to solve the fluid flow equations and the immersed boundary method is used to incorporate the fluid-membrane interaction. The elastic membrane is considered as a flexible boundary immersed in the flow domain. In the immersed boundary method, the membrane is represented in the Lagrangian coordinates while the fluid domain is discretized on a uniform fixed Eulerian grid. The interaction between the fluid and the membrane is modeled using Dirac delta function. The effects of no-slip boundary condition are enforced by addition of a forcing term to the lattice Boltzmann equation. Depending on the flow rate, the initial location and stiffness of the elastic membrane, the size of the groove, the membrane only rotates inside the groove or the flow moves it out of the groove. The results are presented in terms of flow velocity and pressure fields and membrane configuration at different times. Comparison between the present results and the available numerical and experimental ones shows good agreement between them.Keywords: Lattice Boltzmann Method, Immersed boundary method, Elastic membrane, Interaction, Grooved channel
بدانید!
- در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو میشود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشتههای مختلف باشد.
- همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته میتوانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
- در صورتی که میخواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.