Efecto Térmico en la Dinámica de Bioconvección de Microorganismos Gravitácticos en una Cavidad Rectangular
Autores: Mil-Martínez, Rubén; Vargas, René O.; Escandón, Juan P.; Pérez-Reyes, Ildebrando; Turcio, Marcos; Gómez-López, Aldo; López-Serrano, Francisco
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Efecto Térmico en la Dinámica de Bioconvección de Microorganismos Gravitácticos en una Cavidad Rectangular
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Dinámicas
Proceso de bioconvección
Microorganismos
Ecuaciones de conservación de energía
Número de Rayleigh
Fuente de calentamiento
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
En este trabajo, se analiza la dinámica del proceso de bioconvección de microorganismos gravitácticos encerrados en una cavidad rectangular. Las ecuaciones adimensionales de conservación de células y energía están acopladas con la formulación de vorticidad-función de corriente. Luego, se discuten los efectos del número de Rayleigh de bioconvección y de la fuente de calor en la dinámica de los microorganismos. Los resultados basados en líneas de corriente, contornos de concentración y temperatura se obtienen a través de simulaciones numéricas considerando ocho configuraciones diferentes de fuentes de calor simétricas y asimétricas. Se concluye que los microorganismos se acumulan en las regiones más cálidas y nadan a través de las regiones más frías para alcanzar la superficie. Forman células para cada fuente de calor, pero a altas concentraciones, forman una única célula estable. Los resultados presentados aquí pueden aplicarse para controlar y entender la dinámica de microorganismos con fuentes de calor discretas.
Descripción
En este trabajo, se analiza la dinámica del proceso de bioconvección de microorganismos gravitácticos encerrados en una cavidad rectangular. Las ecuaciones adimensionales de conservación de células y energía están acopladas con la formulación de vorticidad-función de corriente. Luego, se discuten los efectos del número de Rayleigh de bioconvección y de la fuente de calor en la dinámica de los microorganismos. Los resultados basados en líneas de corriente, contornos de concentración y temperatura se obtienen a través de simulaciones numéricas considerando ocho configuraciones diferentes de fuentes de calor simétricas y asimétricas. Se concluye que los microorganismos se acumulan en las regiones más cálidas y nadan a través de las regiones más frías para alcanzar la superficie. Forman células para cada fuente de calor, pero a altas concentraciones, forman una única célula estable. Los resultados presentados aquí pueden aplicarse para controlar y entender la dinámica de microorganismos con fuentes de calor discretas.