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Modelo de partículas en celda no convexo para el estudio matemático del flujo sanguíneo microscópico

Autores: Maria, Hadjinicolaou; Protopapas, Eleftherios

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico
2023

Modelo de partículas en celda no convexo para el estudio matemático del flujo sanguíneo microscópico


Categoría

Matemáticas

Subcategoría

Matemáticas generales

Palabras clave

Mecánica de fluidos
Modelo de partículas en celda
Eritrocitos
Flujo de Stokes
Condiciones de contorno
Cantidades hidrodinámicas

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 22

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
El campo de la mecánica de fluidos fue explorado aún más a través del uso de un modelo de partículas en celda para el estudio matemático del flujo axisimétrico de Stokes a través de un enjambre de eritrocitos en un pequeño vaso sanguíneo. Los eritrocitos fueron modelados como esferoides prolados invertidos rodeados por un envoltorio fluido ficticio. La ecuación diferencial parcial de cuarto orden que rige el flujo fue completada con condiciones de contorno tipo Happel que dictan que no hay deslizamiento del fluido en el esferoide invertido y una frontera ficticia no permeable libre de esfuerzos cortantes. A través de medios innovadores, como el método de inversión de Kelvin y la técnica de R-semiseparación, se obtuvo una función de corriente como una expansión en series de funciones de Gegenbauer de primer y segundo tipo de orden par. Con base en esto, se calcularon y representaron en gráficos informativos expresiones analíticas de cantidades hidrodinámicas significativas, como la velocidad y el campo de presión. Utilizando el primer término de la función de corriente, se calcularon la fuerza de arrastre ejercida sobre el eritrocito y el coeficiente de arrastre en relación con la fracción de volumen sólido de la célula. Los resultados de la presente investigación pueden ser utilizados para la investigación adicional de las interacciones partícula-fluido.

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