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曼巴先生。;J.C.马格尼兹。;佐伊什蒂亚（F.Zoueshtiagh）。;迈克尔·鲍多因

循环力作用下毛细管中液塞的动力学：记忆效应和气道重新开放。 （英语） Zbl 1419.76641号

J.流体力学。 838, 165-191 (2018).
小结：本文从实验和理论上研究了圆柱形刚性毛细管内周期性循环力驱动的液塞动力学。首先，研究表明，根据强制类型（流速或压力循环），液塞的动力学可以是稳定的周期性的，也可以是加速的，最终导致液塞破裂。在后一种情况下，我们将不稳定性的来源确定为：（i）由于插塞长度的减小，插塞对运动的粘性阻力的周期性减小，以及（ii）由于润滑效应，插塞界面阻力的周期性减小。由于流动是准静态的和强迫周期性的，阻力的这种循环演化依赖于塞长度和尾膜厚度中存储的流动记忆的存在。其次，我们表明，与单向压力强制相反，循环强制能够在受限空间中打破大堵塞，尽管这需要更长的时间。所有实验观察到的趋势都是从分析模型中定量恢复的。这项研究不仅揭示了基础物理，而且为模拟复杂几何形状液体塞的“呼吸”以及确定阻塞气道重新开放的最佳循环开辟了前景。

引用于1文件

MSC公司：

76T10型 液气两相流，气泡流
76T20型 悬架
76至05 流体力学相关问题的实验工作

关键词：

界面流动（自由表面）;微流体学;微/纳米流体动力学
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\textit{S.Signe Mamba}等人，《流体力学杂志》。838165-191（2018年；Zbl 1419.76641）
全文： 内政部 arXiv公司

参考文献：

[1] Assmann，N。；Von Rohr，P.R.，《微反应器中的萃取：通过添加惰性气相进行强化》，化学。工程过程，50，8，822-827，（2011）
[2] Aussillous，P。；Quéré，D.，流体在管壁上的快速沉积，Phys。流体，12，10，2367-2371，（2000）·Zbl 1184.76038号
[3] 巴伯，M。；Blaisdell，C.J.，《婴儿死亡率的呼吸道原因：进展和挑战》，美国围产期杂志。，27, 7, 549-558, (2010)
[4] 鲍多因，M。；Song，Y。；曼纳维尔，P。；巴罗德，北卡罗来纳州，航空公司在等级网络的灾难性事件中重新开放，Proc。美国国家科学院。科学。美国，110，3，859-864，（2013）
[5] 比科，J。；Quéré，D.，《下落鼻涕虫》，J.胶体界面科学。，243, 1, 262-264, (2001)
[6] 管内长气泡的运动，流体力学杂志。，10, 2, 166-188, (1961) ·Zbl 0096.20702号
[7] E.J.汉堡。；Macklem，P.，《气道关闭：在低肺容量下呼吸100%氧气和N_2冲刷的证明》，J.Appl。物理。，25, 2, 139-148, (1968)
[8] Chandrasekhar，S.，《流体动力学和水磁稳定性》（1961年），多佛·兹伯利0142.44103
[9] Chebbi，R.，毛细管中前进气液界面的变形，J.胶体界面科学。，265, 1, 166-173, (2003)
[10] Di Meglio，F.2011《石油生产中的段塞流动力学和控制》。巴黎矿业大学博士论文。
[11] Dias，M.M。；Payatakes，A.C.，多孔介质中两相流的网络模型。第1部分。非润湿流体的不混溶微驱，流体力学杂志。，164, 305-336, (1986) ·Zbl 0587.76172号
[12] Dietze，G.F。；Ruyer-Quil，C.，《窄管中的薄膜》，J.流体力学。，762, 68-109, (2015) ·Zbl 1335.76011号
[13] 杜克劳斯，V。；Clanet，C。；Quéré，D.，重力对毛细管不稳定性的影响，流体力学杂志。，556, 217-226, (2006) ·邮编1093.76509
[14] Eggers，J.，《自由表面流动的非线性动力学和破裂》，修订版。物理。，69, 865-930, (1997) ·Zbl 1205.37092号
[15] 恩格尔，W.A，表面活性剂置换治疗早产儿和足月儿呼吸窘迫，儿科，121,2419-432，（2008）
[16] Fairbrother，F。；Stubbs，A.E.，《电内吞研究》，《化学杂志》。Soc.，0，527-529，（1935年）
[17] 弗里斯·D·M。；Trachsel，F。；Von Rohr，P.R.，《矩形微通道中的分段气液流动表征》，《国际多相流杂志》，34，12，1108-1118，（2008）
[18] 藤冈，H。；Grotberg，J.B.，液体塞在二维通道中的稳态传播，J.Biomed。工程，126，5，567-577，（2004）
[19] 藤冈，H。；Grotberg，J.B.，《二维通道中表面活性液塞的稳定传播》，Phys。流体，17，8，（2005）·Zbl 1187.76169号
[20] 藤冈，H。；Halpern，D。；瑞安，J。；Gaver，D.P.III，管内液塞传播的降维模型，物理学。流体版本，1，5，（2016）
[21] 藤冈，H。；Takayama，S。；Grotberg，J.B.，液芯直管中液塞的非稳态传播，Phys。流体，20，6，（2008）·Zbl 1182.76258号
[22] 格里斯，M。；Birrer，P。；Demirsoy，A.，囊性纤维化中的肺表面活性物质，欧洲呼吸杂志。J.，10，9，1983-1988，（1997）
[23] Grotberg，J.B.，呼吸流体力学，物理。流体，23，2，（2011）
[24] 冈瑟，A。；Khan，S.A。；塔尔曼，M。；Trachsel，F。；Jensen，K.F.，微尺度分段气液流中的传输和反应，芯片实验室，4，4，278-286，（2004）
[25] Guttfinger，C。；Tallmadge，J.A.，粘附在平板上的非牛顿流体薄膜，AIChe，11，3，403-413，（1965）
[26] Havre，K。；斯托恩斯，K.O。；Stray，H.，Taming slug flow in pipelines，ABB Rev.，4，55-63，（2000年）
[27] Hazel，A.L。；Heil，M.，半无限大气泡在椭圆形或矩形横截面管中的稳定传播，流体力学杂志。，470, 91-114, (2002) ·Zbl 1163.76355号
[28] 海尔，M。；Hazel，A.L。；Smith，J.A.，《气道关闭力学》，Respir。生理学。神经生物学。，163, 1, 214-221, (2008)
[29] 休森，R.W。；卡普尔，N。；Gaskell，P.，《牛顿流体和剪切稀化流体成膜模型》，《流体力学杂志》。，162, 21-28, (2009) ·Zbl 1274.76154号
[30] Hirasaki，G.J。；Lawson，J.B.，多孔介质中泡沫流动的机制：光滑毛细管中的表观粘度，Soc.Petrol。《工程师杂志》，25，2，176-190，（1985）
[31] Hoang，D.A。；Steijn，V.V。；Portela，L.M。；Kreutzer，M.T。；Kleijn，C.R.，《使用流体体积法对微通道中分段两相流进行基准数值模拟》，计算。流体，86，28-36，（2013）·Zbl 1290.76004号
[32] Hoffman，R.L.，《推进界面研究》。第一部分液气系统中的界面形状，胶体界面科学杂志。，50, 2, 228-241, (1975)
[33] Hohlfeld，J.M.，表面活性剂在哮喘中的作用，Resp。第3、1、4-8号决议（2001年）
[34] 豪厄尔，P.D。；Waters公司。；Grotberg，J.B.，《液体丸沿着液系软管的传播》，J.流体力学。，406, 309-335, (2000) ·Zbl 0984.76100号
[35] 胡，Y。；卞，S。；Grotberg，J。；菲洛什，M。；怀特，J。；Takayama，S。；Grotberg，J.B.，研究小气道粘液塞破裂流体动力学的微流体模型，生物微流体，9，4，（2015）
[36] 休斯，J.M。；罗森茨威格，D.Y。；Kivitz，P.B.，《犬离体肺气道闭合部位：组织学证明》，J.Appl。物理。，29, 3, 340-344, (1970)
[37] 嗯，D。；藤冈，H。；Tung，Y。；福泰，N。；佩恩，R。；Grotberg，J.B。；Takayama，S.，微流体气道系统中流体机械应力引起的声学可检测细胞级肺损伤，Proc。美国国家科学院。科学。美国，104，48，18886-18891，（2007）
[38] 贾拉勒，M。；Balmforth，N.J.，填充粘塑性流体的管道中的长气泡，J.非牛顿流体力学。，238, 100-106, (2016)
[39] Jensen，O.E.，《液体衬里垂直管中的排水环和透镜》，《胶体界面科学杂志》。，221, 38-49, (2000)
[40] 卡姆·R·D。；Schroter，R.C.，气道关闭是由液膜不稳定引起的吗？，回复。生理学。，75, 2, 141-156, (1989)
[41] Klaseboer，E。；古普塔，R。；Manica，R.，《中等毛细管数下长泰勒气泡的扩展布雷顿模型》，Phys。流体，26，3，（2014）
[42] Kreutzer，M.T。；Kapteijn，F。；Moulijn，J.A。；Kleijn，C.R。；Heiszwolf，J.J.，毛细管中泰勒流压降的惯性和界面效应，AIChE J.，51，92428-2440，（2005）
[43] 拉博里，B。；Rouyer，F。；Angelescu，D.E。；Lorenceau，E.，圆形通道中的屈服应力流体沉积，J.流体力学。，818, 838-851, (2017) ·Zbl 1383.76470号
[44] Ladosz，A。；Rigger，E。；Von Rohr，P.R.，圆形微通道中三相液-液-气弹状流的压降，微流体纳米流体，20，3，1-14，（2016）
[45] Lenormand，R。；Zarcone，C。；Sarr，A.，《毛细管道网络中一种流体被另一种流体置换的机制》，J.流体力学。，135, 337-353, (1983)
[46] Magniez，J.C。；鲍多因，M。；刘，C。；Zoueshtiagh，F.，《预湿毛细管中液塞的动力学：从加速和破裂到减速和气道阻塞》，软马特出版社。，12, 42, 8710-8717, (2016)
[47] 尼姆·A·J。；Carstairs，J.R。；Patole，S.K。；怀特霍尔，J。；戴维森，K。；Vink，R.，使用表面活性剂作为载体的糖皮质激素气管内给药，临床。实验药理学。P.，29，8，661-665，（2002）
[48] 帕克，C.W。；Homsy，G.M.，《Hele-Shaw单元中的两相位移：理论》，J.流体力学。，139, 291-308, (1984) ·Zbl 0567.76092号
[49] Ratulowski，J。；Chang，H.-C.，毛细血管中气泡的传输，物理学。流体A，1，10，1642-1655，（1989）
[50] Song，Y。；鲍多因，M。；曼内维尔，P。；Baroud，C.N.，微流体气道树中的气液流动，医学工程物理。，33, 7, 849-856, (2011)
[51] 斯塔克，J。；Manga，M.，管网络中长气泡的运动，Trans。多孔医学，40，2201-218，（2000）
[52] 苏雷什，V。；Grotberg，J.B.，《重力对二维通道中液塞传播的影响》，《物理学》。流体，17，3，（2005）·Zbl 1187.76508号
[53] Tanner，L.H.，《硅油滴在水平表面上的扩散》，J.Phys。D、 12、9、1473（1979）
[54] 粘性流体在管壁上的沉积，J.流体力学。，10, 2, 161-165, (1961) ·Zbl 0091.42203号
[55] Van’T Veen，A。；Wollmer，P。；尼尔森，L.E。；Gommers，D。；Mouton，J.W。；Kooij，P.P.M。；Lachmann，B.，气管内滴注Tc-99m-tobramycin-表面活性剂混合物在大鼠肺中的分布肺炎克雷伯菌肺部感染，ACP-应用。心肺。P.，7，2，87-94，（1998）
[56] 沃恩，B.L。；Grotberg，J.B.，气道分叉处二维液塞的分离，流体力学杂志。，793, 1-20, (2016) ·兹比尔1382.76308
[57] Warnier，M.J.F。；De Croon，M.H.J.M。；Rebrov，E.V。；Schouten，J.C.，中低雷诺数圆形微毛细管中气液Taylor流的压降，微流体纳米流体，8，1，33-45，（2010）
[58] Waters，S.L。；Grotberg，J.B.，《含表面活性剂液塞在毛细管中的传播》，Phys。流体，14，2，471-480，（2002）·Zbl 1184.76586号
[59] 魏斯，E.B。；Faling，L.J。；明茨，S。；布鲁克斯，S.M。；乔多什，S。；Segal，M.S.，慢性阻塞性肺病的急性呼吸衰竭。第一部分病理学，医学博士。周一。，15, 11, 1-58, (1969)
[60] 怀特，J.P。；Heil，M.，《液衬弹性管的三维不稳定性：薄膜-流体-结构相互作用模型》，Phys。流体，17，3，（2005）·Zbl 1187.76562号
[61] Wong，H。；Radke，C.J。；Morris，S.，《多边形毛细血管中长气泡的运动》。第1部分。薄膜，J.流体力学。，292，71-94，（1995年）·Zbl 0843.76018号
[62] Wong，H。；Radke，C.J。；Morris，S.，《多边形毛细血管中长气泡的运动》。第2部分。阻力、流体压力和流体流动，《流体力学杂志》。，292, 95-110, (1995) ·Zbl 0843.76018号
[63] Wright，S.M。；下午曲棍球。；恩霍宁，G。；斯特朗，P。；里德·K·B·M。；霍尔盖特，S.T。；朱卡诺维奇，R。；Postle，A.D.，哮喘患者气道表面活性剂磷脂组成改变和肺功能降低，J.Appl。物理。，89, 4, 1283-1292, (2000)
[64] Zamankhan，P。；海伦布鲁克，B.T。；Takayama，S。；Grotberg，J.B.，二维通道中宾汉液塞的稳态运动，流体力学杂志。，705, 258-279, (2012) ·Zbl 1250.76202号
[65] 郑毅。；藤冈，H。；卞，S。；Torisawa，Y。；嗯，D。；Takayama，S。；Grotberg，J.B.，柔性微通道中的液塞传播：小气道模型，Phys。流体，21，7，（2009）·Zbl 1183.76603号
[66] 郑毅。；藤冈，H。；Grotberg，J.B.，重力、惯性和表面活性剂对二维通道中稳定塞传播的影响，Phys。流体，19，8，（2007）·Zbl 1182.76875号
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