شبيه‌سازي عددي حركت و تغيير شكل گلبول قرمز در جريان ويسكوز

Numerical simulation of the motion and deformation of red blood cell in viscous flow

در اين تحقيق، حركت و تغيير شكل همراه با چرخش يك گلبول قرمز در جريان تراكم ناپذير و لزج با استفاده از تركيب روش شبكه بولتزمن و روش مرز غوطه ور شبيه سازي مي شود. گلبول قرمز به صورت يك مرز ارتجاعي غوطه ور در جريان سيال در نظر گرفته مي شود. مزيت بارز روش شبكه بولتزمن اين است كه در آن برخلاف روش هاي متداول ديناميك سيالات محاسباتي كه در آنها معادلات ديفرانسيلي حل مي شوند فقط يك معادله جبري حل مي شود. همچنين در روش مرز غوطه ور ميدان جريان سيال با يك شبكه بندي اويلري منظم گسسته مي شود در حالي كه جسم غوطه ور و حركت آن در مختصات لاگرانژي نشان داده مي شود. بر هم كنش بين سيال و مرز غوطه ور با استفاده از يك شكل مناسب تابع دلتاي ديراك مدل مي شود. نتايج حاصل از شبيه‌سازي حاضر توافق خوبي با نتايج تجربي و عددي موجود دارد.

In the present study, the tank-treading motion of a red blood cell in the incompressible viscous flow is simulated using the lattice Boltzmann method combined with the immersed boundary method. Thered blood cell is considered as an elastic boundary immersed in the fluid domain. The salient advantage of the lattice Boltzmann method is that unlike the conventional CFD methods itsolves only an algebraic equation. Inthe immersed boundary method the fluid domain is discretized using a regular Eulerian grid, while the immersed boundary and its motion are represented in the Lagrangian coordinates.The fluid-immersed boundary interaction is modeled using an appropriate form of delta function.The results are found to be in good agreement with the available experimental and numerical ones.