基于非结构化网格的红细胞拉伸变形模拟

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• 论文作者：李国杰 ; 陈斌
• 年：2016
• 作者机构：西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室;
• 论文关键词：红细胞 ; 拉伸变形 ; 四面体网格 ; 浸没边界法
• 会议召开时间：2016-10-20
• 会议录名称：第九届全国流体力学学术会议论文摘要集
• 语种：中文
• 分类号：R318.01
• 学会代码：AGLU
• 会议名称：第九届全国流体力学学术会议
• 会议地点：中国江苏南京
• 主办单位：中国力学学会流体力学专业委员会
• 学会名称：中国力学学会
• 页数：1
• 文件大小：29k
• 原文格式：O
• 会议级别：全国

摘要

考虑人体血管中变直径、分叉、扭曲等复杂结构,本文发展了一种基于非结构化四面体网格的红细胞数值模型,以研究复杂血管中红细胞的流动特性。首先,将三维红细胞膜离散成多个三角形面元,采用Skalak膜应变能模型表征细胞膜的本构特性,求解面元各顶点变形应力的;采用铰链弹簧表征细胞膜的抗弯曲特性,求解相邻面元顶点受到的弯曲应力,最终得到细胞膜顶点因膜变形而受到的合力(变形应力和弯曲应力);采用浸没边界法耦合连续相流体受力与细胞膜顶点因膜变形而受到的合力,其中面元顶点(浸没点)速度为其所在位置的连续相流体速度,采用基于四面体的反体积插值法完成求解;采用基于非结构化网格的PISO算法完成连续相流场求解。采用本文提出的模型模拟了红细胞在静止流场中的拉伸变形,结果如图1所示。与前人实验测量结果对比发现,本文模型与实验结果基本吻合,验证了本文红细胞模型的正确性和可行性。

引文