Modelo de transporte de partículas no newtoniano a escala de continuum para hemorreología
Autores: Schenkel, Torsten; Halliday, Ian
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Modelo de transporte de partículas no newtoniano a escala de continuum para hemorreología
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Escala continua
Modelo de transporte de partículas
Glóbulos rojos
Simulaciones de hemodinámica
Multi-escalado
Modelos de reología
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 51
Citaciones: Sin citaciones
Presentamos un modelo de transporte de partículas en escala continua para glóbulos rojos siguiendo argumentos de colisión, en una formulación de flujo difusivo. El modelo se implementa en FOAM, en un marco adecuado para simulaciones de hemodinámica y adaptado a la multi-escala. Específicamente, el marco que presentamos es capaz de incorporar modelos de coeficientes de transporte que se derivarán, prospectivamente, a partir de simulaciones meso-escala complementarias pero independientes. Para los propósitos actuales, consideramos modelos reológicos semi-mecanísticos modernos, que implementamos y probamos como representantes de dichos datos. El modelo se verifica con respecto a una solución analítica conocida y muestra un excelente acuerdo para mallas de alta calidad y un buen acuerdo para mallas típicas utilizadas en simulaciones de flujo vascular. Los resultados de la simulación para diferentes escalas de tamaño y tiempo muestran que la migración de glóbulos rojos ocurre en escalas de tiempo fisiológicamente relevantes en vasos pequeños inferiores a 1 mm y que la concentración de hematocrito modula la viscosidad no newtoniana. Este modelo forma parte de un enfoque multi-escala para la hemorreología y los parámetros del modelo se derivarán de simulaciones meso-escala utilizando métodos de Lattice Boltzmann multi-componentes. El código está disponible para investigadores interesados.
Descripción
Presentamos un modelo de transporte de partículas en escala continua para glóbulos rojos siguiendo argumentos de colisión, en una formulación de flujo difusivo. El modelo se implementa en FOAM, en un marco adecuado para simulaciones de hemodinámica y adaptado a la multi-escala. Específicamente, el marco que presentamos es capaz de incorporar modelos de coeficientes de transporte que se derivarán, prospectivamente, a partir de simulaciones meso-escala complementarias pero independientes. Para los propósitos actuales, consideramos modelos reológicos semi-mecanísticos modernos, que implementamos y probamos como representantes de dichos datos. El modelo se verifica con respecto a una solución analítica conocida y muestra un excelente acuerdo para mallas de alta calidad y un buen acuerdo para mallas típicas utilizadas en simulaciones de flujo vascular. Los resultados de la simulación para diferentes escalas de tamaño y tiempo muestran que la migración de glóbulos rojos ocurre en escalas de tiempo fisiológicamente relevantes en vasos pequeños inferiores a 1 mm y que la concentración de hematocrito modula la viscosidad no newtoniana. Este modelo forma parte de un enfoque multi-escala para la hemorreología y los parámetros del modelo se derivarán de simulaciones meso-escala utilizando métodos de Lattice Boltzmann multi-componentes. El código está disponible para investigadores interesados.