×
J·沃尔特。;沙萨克，A.-V。;巴瑟斯·比塞尔，D。;勒·塔勒克，P。

Stokes流中胶囊的有限元和边界积分方法耦合。 （英语） Zbl 1197.74187号

国际期刊数字。方法工程。 83，第7期，829-850（2010）.
摘要：我们介绍了一种新的数值方法来模拟微胶囊和外部流动之间的流体-结构相互作用。采用显式有限元方法对胶囊壁的大变形进行建模，将其视为二维超弹性膜。它与边界积分方法相结合，用于求解内部和外部Stokes流。我们的结果与之前在两个经典试验案例中的研究进行了比较：一个胶囊处于简单剪切流中，另一个胶囊位于平面双曲流中。该方法被发现在数值上是稳定的，即使薄膜受到平面内压缩，这已被证明是其他方法的不稳定因素。结果与文献相符。当粘性力相对于膜弹性力增加时，两种流动情况都有三种情况。我们的方法可以精确描述控制跃迁的关键参数。

引用于23文件

MSC公司：

74S05号 有限元方法在固体力学问题中的应用
74层10 流固相互作用（包括气动和水弹性、孔隙度等）
76M15型 边界元法在流体力学问题中的应用
76D07型 斯托克斯和相关（Oseen等）流量

关键词：

流体;结构相互作用;有限元法;边界积分法;膜模型

软件：

帕迪索
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
\textit｛J.Walter｝等人，Int.J.Numer。方法工程83，No.7，829--850（2010；Zbl 1197.74187）
全文： 内政部 哈尔

参考文献：

[1] Kühtreiber，《细胞封装技术和治疗学》（1998年）
[2] Chang，人工血液的未来前景，生物技术趋势17（2），第61页–（1999）·doi:10.1016/S0167-7799（98）01242-6
[3] Risso，生物人工胶囊在窄管中流动的实验研究，《流体力学杂志》547 pp 149–（2006）·Zbl 1090.76503号
[4] Lefebvre，《微流体通道中人工微胶囊的流动：测定膜弹性的方法》，《流体物理学》20（12）pp 123102-1–（2008）·Zbl 1182.76444号 ·doi:10.1063/1.3054128
[5] Barthès-Biesel，在线性剪切流中自由悬浮的胶囊的时间依赖性变形，流体力学杂志113 pp 251–（1981）
[6] Li，自由悬浮在拉伸流中的胶囊的大变形和破裂，流体力学杂志187第179页–（1988）·Zbl 0641.76096号
[7] Ramanujan，简单剪切流中由弹性膜包裹的液体胶囊的变形：大变形和胶囊粘度的影响，《流体力学杂志》361第117页–（1998）·Zbl 0921.76058号
[8] Lac，三维无边界斯托克斯流中的球形胶囊：膜本构定律的影响和屈曲的开始，《流体力学杂志》516第303页–（2004）·Zbl 1131.74306号
[9] Dodson，Stokes流中胶囊的纺锤尖和分叉，《物理评论快报》101（20）第208102-1页–（2008）·doi:10.1103/PhysRevLett.101.208102
[10] Eggleton，简单剪切流中红细胞鬼影的大变形，流体物理学10 pp 1834–（1998）
[11] Doddi，惯性对简单剪切流中两个液体胶囊之间流体动力相互作用的影响，《国际多相流杂志》34 pp 375–（2008）
[12] Li，弹性膜包裹的液体胶囊变形和屈曲失稳的前跟踪模拟，计算物理杂志227（10）pp 4998–（2008）·Zbl 1388.74038号 ·doi:10.1016/j.jcp.2008.01.034
[13] Peskin，浸没边界法，《数值学报》11第1页–（2002）·Zbl 1123.74309号
[14] Mittal，浸没边界法，《流体力学年度评论》37页239–（2005）·Zbl 1117.76049号
[15] Pozrikidis，单轴应变Stokes流中红细胞的轴对称变形，流体力学杂志216 pp 231–（1990）·Zbl 0698.76131号 ·doi:10.1017/S0022112090000416
[16] Leyrat-Maurin，可变形胶囊通过双曲线收缩的运动，流体力学杂志279第135页–（1994）·Zbl 0826.76016号
[17] Quéguiner，胶囊通过圆柱形通道的轴对称运动，《流体力学杂志》348第349页–（1997）·Zbl 0912.76089号
[18] Pozrikidis，简单剪切流中弹性膜包裹的液体胶囊的有限变形，《流体力学杂志》297第123页–（1995）·Zbl 0859.73053号
[19] Lac，简单剪切流中胶囊的变形：膜预应力的影响，流体物理学17（2005）·兹比尔1187.76290
[20] Doddi，通道中平面Poiseuille流中胶囊的横向迁移，《多相流国际期刊》34（10），第966页–（2008）·doi:10.1016/j.ijmultiphaseflow.2008.03.002
[21] Charrier，与热成型非轴对称问题相关的弹性膜的自由和约束膨胀，《工程设计应变分析杂志》24（2），第55页–（1989）
[22] Rallison，《拉伸流动中粘性液滴变形和破裂的数值研究》，《流体力学杂志》89页191–（1978）·Zbl 0433.76082号
[23] Pozrikidis，线性粘性流的边界积分和奇异性方法（1992）·Zbl 0772.76005号
[24] Skalak，红细胞膜的应变能函数，《生物物理杂志》13第245页–（1973）
[25] 绿色，大弹性变形（1970）
[26] Crisfield，固体和结构的非线性有限元分析：高级主题（1997）·Zbl 0890.73001号
[27] Oden，非线性连续统的有限元（1972）·Zbl 0235.73038号
[28] Carin，生物相容性液体填充HSA-藻酸盐胶囊的压缩：膜机械性能的测定，《生物技术和生物工程》82，第207页–（2003）
[29] Stuart，动力系统与数值分析（1998）·Zbl 0913.65068号
[30] Wriggers，橡胶类材料的完全非线性轴对称膜元件，《工程计算》第7页，303–（1990）
[31] Hammer，单纯形和圆锥上的数值积分，数学表和其他计算辅助工具10（55），第130–（1956）页·Zbl 0070.35404号
[32] Schenk，用PARDISO求解非对称稀疏线性方程组，未来一代计算机系统20（3），第475页–（2004）·Zbl 1062.65035号 ·doi:10.1016/j.future.2003.07.011
[33] Schenk，关于稀疏对称不定系统的快速因式分解旋转方法，《数值分析电子交易》23，第158页–（2006）·Zbl 1112.65022号
[34] Barthès-Biesel，二维膜的本构关系对流动诱导胶囊变形的影响，流体力学杂志460 pp 211–（2002）·Zbl 1066.74023号
[35] Milnor，“Hairy ball定理”和Brouwer不动点定理的分析证明，《美国数学月刊》85（7）pp 521–（1978）·Zbl 0386.55001号
[36] Lac，简单剪切流中两个相同胶囊之间的流体动力学相互作用，《流体力学杂志》573第149页–（2007）·兹比尔1119.76330
[37] Wang，Stokes流界面动力学的三维光谱边界元算法，流体物理18（8），第82页–（2006）·Zbl 1185.76515号 ·doi:10.1063/1.2337572
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配，可能包含数据转换错误。在某些情况下，zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献，而不要求完整或完全匹配。