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Modelado Interfacial No Newtoniano de Gotas de Proteína Cizalladas en Microgravedad

Autores: Adam, Joe A.; Riley, Frank P.; Lopez, Juan M.; Underhill, Patrick T.; Hirsa, Amir H.

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2025

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Acceso abierto

Artículo científico
2025

Modelado Interfacial No Newtoniano de Gotas de Proteína Cizalladas en Microgravedad


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Mecánica

Palabras clave

Interfaces de fluidos complejos
Hidrodinámica
Física de la materia blanda
Constituyentes
Comportamiento del flujo
Tensión superficial

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 1

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Las interfaces de fluidos complejos son comunes en sistemas naturales y diseñados, y son un tema importante en los campos de la reología y la física de la materia blanda, proporcionando condiciones de contorno para la hidrodinámica de un sistema. La relación entre la estructura y la función dicta cómo los constituyentes dentro de los fluidos complejos gobiernan el comportamiento del flujo a través de cambios de conformación en respuesta al microentorno local para minimizar la energía libre. Tanto la hidrodinámica, como el flujo cortante, como la presencia de interfaces aire-líquido son aspectos principales del entorno de un fluido complejo. El estudio de las interfaces de fluidos acopladas a flujos masivos puede avanzar de manera única a través de experimentos en microgravedad, donde se puede lograr la contención de la tensión superficial a escalas de longitud relativamente grandes. Esta investigación computacional evalúa el flujo en la gota cortada en anillo (RSD), un reactor bioquímico sin contenedor que opera a bordo de la Estación Espacial Internacional para el estudio de fluidos complejos y la física de la materia blanda. Específicamente, se examinan los efectos hidrodinámicos de una interfaz generalizada de Boussinesq-Scriven con una viscosidad de corte superficial que disminuye con el corte en regímenes de flujo donde la interfaz aire-líquido permanece acoplada al fluido masivo newtoniano. Los resultados verifican la capacidad de este modelo interfacial para afectar la hidrodinámica a nivel del sistema bajo regímenes de parámetros específicos, lo que permite la validación futura del modelo con mediciones reológicas de alta precisión.

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