Evaluación de Modelos SPH y FVM de Flujo Tipo Peristalsis Prescrito Cinemáticamente en un Tubo
Autores: Liu, Xinying; Harrison, Simon M.; Cleary, Paul W.; Fletcher, David F.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Evaluación de Modelos SPH y FVM de Flujo Tipo Peristalsis Prescrito Cinemáticamente en un Tubo
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Flujo peristáltico
Procesos biológicos
Modelo in silico
Estómago
Flujo volumétrico neto
Movimiento de pared sinusoidal
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
El flujo peristáltico es importante en muchos procesos biológicos, incluida la digestión, y forma un componente importante de cualquier modelo in silico del estómago. Existe una clara necesidad de verificar las simulaciones de tales flujos. Se identificó una solución analítica que se puede utilizar para la verificación del modelo, que proporciona una ecuación para el flujo volumétrico neto durante un ciclo para un movimiento de pared sinusoidal aplicado. Se utilizan tanto un código de hidrodinámica de partículas suaves (SPH) (del CSIRO), que se está utilizando para desarrollar un modelo de estómago que incluye movimiento de pared, flotabilidad, secreción ácida y descomposición de alimentos, como el solucionador de Método de Volumen Finito (FVM) de Ansys Fluent, que se utiliza ampliamente en la industria para flujos de ingeniería complejos, en este ejercicio. Ambos muestran una excelente concordancia con la solución analítica para el flujo neto durante un ciclo para una gama de relaciones de oclusión de 0.1-0.6. Se obtienen campos de velocidad muy similares con los dos métodos. Se describen e investigan el impacto de los parámetros que afectan la estabilidad y precisión de la solución. Habiendo validado la capacidad de pared móvil del modelo SPH, se puede utilizar con confianza en simulaciones del estómago que incluyen movimiento de pared.
Descripción
El flujo peristáltico es importante en muchos procesos biológicos, incluida la digestión, y forma un componente importante de cualquier modelo in silico del estómago. Existe una clara necesidad de verificar las simulaciones de tales flujos. Se identificó una solución analítica que se puede utilizar para la verificación del modelo, que proporciona una ecuación para el flujo volumétrico neto durante un ciclo para un movimiento de pared sinusoidal aplicado. Se utilizan tanto un código de hidrodinámica de partículas suaves (SPH) (del CSIRO), que se está utilizando para desarrollar un modelo de estómago que incluye movimiento de pared, flotabilidad, secreción ácida y descomposición de alimentos, como el solucionador de Método de Volumen Finito (FVM) de Ansys Fluent, que se utiliza ampliamente en la industria para flujos de ingeniería complejos, en este ejercicio. Ambos muestran una excelente concordancia con la solución analítica para el flujo neto durante un ciclo para una gama de relaciones de oclusión de 0.1-0.6. Se obtienen campos de velocidad muy similares con los dos métodos. Se describen e investigan el impacto de los parámetros que afectan la estabilidad y precisión de la solución. Habiendo validado la capacidad de pared móvil del modelo SPH, se puede utilizar con confianza en simulaciones del estómago que incluyen movimiento de pared.