Blumers，Ansel L。;尹明朗;中岛宏之;Yosuke长谷川;李，珍;乔治·埃姆·卡尼亚达基斯 斑马鱼微血管血流长时间介观模拟的多尺度拟实算法。 （英语） Zbl 1479.76123号 计算。机械。 68，第5期，1131-1152（2021）. 摘要：氧和营养物质的运输、血栓形成、血管新生和重塑等各种生物过程都与细胞/亚细胞水平的生物过程有关，其中解决详细细胞动力学的介观模拟为理解和识别疾病的细胞基础提供了关键。然而，内在随机效应在介观过程中起着重要作用，而介观模拟中允许的时间步长受到快速细胞/亚细胞动力学过程的限制。这些挑战极大地限制了介观模拟所能达到的时间尺度，即使是高性能计算。为了打破这一瓶颈，实现具有生物学意义的时间尺度，我们提出了一种多尺度准实算法，其中基于连续性的求解器在时域中监督介观模拟。使用迭代预测校正策略，由基于连续性的并行介观模拟监控的并行时间介观模拟可以快速收敛。首次在通过Y形分叉通道的正弦流量随时间变化的流动中验证了所提出方法的有效性。结果表明，牛顿流体和非牛顿血液的有监督介观模拟在几次迭代后收敛到参考解。计算了相关物理量，包括速度、壁面剪切应力和流速，以与参考溶液进行比较，结果表明牛顿流中流速的相对误差小于1%，非牛顿流中的相对误差低于3%。然后将该方法应用于斑马鱼后脑微血管血流时间加速的大规模介观模拟。血管系统的三维几何结构直接由共焦显微镜下活斑马鱼的图像构建而成，形成了具有95个分支和57个分支的复杂血管网络。利用耗散粒子动力学作为介观模型，模拟了斑马鱼后脑真实血管网络中与时间相关的心跳血流，该介观模型由多时间子域中的一维血流模型（基于连续体的模型）进行监控。计算分析表明，得到的微血管血流仅经过两次迭代就收敛到参考解。该方法适用于具有复杂流体和几何形状的长时间介观模拟。它可以很容易地与经典的空间分解相结合，以进一步加速。 引用于2文件 MSC公司： 76Z05个 生理流 76D05型 不可压缩粘性流体的Navier-Stokes方程 76级05 非牛顿流体 76米28 粒子法和晶格气体法 92立方35 生理流量 关键词：分叉河道水流;并行时间仿真;耗散粒子动力学方法;Navier-Stokes方程;非牛顿流体 软件：MUI公司 PDF格式BibTeX公司 XML格式引用 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