Método de elementos finitos para la simulación de interacciones de vesículas de lípidos/fluido en un flujo de fluido cuasi-newtoniano
Autores: Laadhari, Aymen
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Método de elementos finitos para la simulación de interacciones de vesículas de lípidos/fluido en un flujo de fluido cuasi-newtoniano
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Marco computacional
Vesícula
Fuerza de Helfrich
Estrategia de conjunto de nivel
Elemento finito de Galerkin
Discretización en el tiempo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 30
Citaciones: Sin citaciones
Presentamos un marco computacional para modelar una única vesícula inextensible impulsada por la fuerza de Helfrich en un fluido extracelular de Carreau incompresible y no newtoniano. La membrana de la vesícula se captura con una estrategia de conjunto de nivel. La restricción local de inextensibilidad se relaja introduciendo una penalización que permite ahorros computacionales y facilita la implementación. Una aproximación de elementos finitos de Galerkin de alto orden permite cálculos precisos de la fuerza de la membrana con derivadas de alto orden. La discretización temporal se basa en la composición doble del esquema de Euler hacia atrás de un paso, mientras que el tamaño del paso de tiempo se controla de forma flexible utilizando una estimación del error de integración temporal. Se presentan ejemplos numéricos con especial atención a la validación y evaluación de la relevancia del modelo en términos de importancia fisiológica. Se obtienen tasas de convergencia óptimas de la discretización temporal.
Descripción
Presentamos un marco computacional para modelar una única vesícula inextensible impulsada por la fuerza de Helfrich en un fluido extracelular de Carreau incompresible y no newtoniano. La membrana de la vesícula se captura con una estrategia de conjunto de nivel. La restricción local de inextensibilidad se relaja introduciendo una penalización que permite ahorros computacionales y facilita la implementación. Una aproximación de elementos finitos de Galerkin de alto orden permite cálculos precisos de la fuerza de la membrana con derivadas de alto orden. La discretización temporal se basa en la composición doble del esquema de Euler hacia atrás de un paso, mientras que el tamaño del paso de tiempo se controla de forma flexible utilizando una estimación del error de integración temporal. Se presentan ejemplos numéricos con especial atención a la validación y evaluación de la relevancia del modelo en términos de importancia fisiológica. Se obtienen tasas de convergencia óptimas de la discretización temporal.