شبیه سازی عددی حرکت و تغییر شکل گلبولهای قرمز خون در میکروکانال دارای گرفتگی با استفاده از روش شبکه بولتزمن – مرز غوطه ور

اين پايان¬نامه با استفاده از روش شبکه بولتزمن-مرز غوطه¬ور به بررسی رفتار ديناميکی گلبول¬های قرمز درون يک میکرو کانال در محدوده جریان خزشی در حالت دو بعدی مي¬پردازد. گلبول قرمز به صورت يک کپسول حاوی مايع با يک غشاء نئوهوکين مدل¬سازی شده است. نتايج شبيه¬سازی برای مسائل شناخته شده¬ای مانند حرکت یک غشاء و نیز یک گلبول درون کانال‌های ساده و گرفته با نتايج تجربی و عددی موجود معتبر سازی شده است و در مجموع، از تطابق خوبی با آن‌ها برخوردار بوده و نشان¬دهنده کارايی روش ترکيبی شبکه بولتزمن و مرز غوطه¬ور برای شبيه¬سازی رفتار گلبول¬های قرمز و ديگر ذرات تغيير شکل‌پذیر درون جريان است. سپس با استفاده از اين برنامه کامپیوتری، رفتار ديناميکی گلبول ¬قرمز مریض، گلبول¬ قرمز خارج از مرکز، چهار گلبول¬ قرمز بدون اثر متقابل درون جريان و حرکت گلبول ¬قرمز از درون يک میکرو کانال با گرفتگی مورد بررسی قرار گرفته است. با افزايش مدول الاستيسيته، گلبول تغيير شکل کمتری داشته و با سرعت کمتری نسبت به جريان زمينه حرکت مي¬کند. همچنين در اين حالت، حرکت چرخش حول خود که حرکتی شناخته شده در مطالعات تجربی است، مشاهده شده است. اثرات خواص مکانیکی گلبول قرمز بر خواص رئولوژیکی خون ازجمله دبی جریان خون و ویسکوزیته ظاهری، مورد بحث قرارمی گیرد. به‌طور کلی با افزايش ميزان گرفتگی، حرکت گلبول کندتر شده و به انرژی بيشتری برای حرکت نياز دارد. میزان صلبیت بر ميزان تغيير شکل آن در حين عبور از گرفتگی و بعد از آن مؤثر است. با افزايش تعداد گلبول¬ها، پروفيل سرعت جريان سيال نسبت به جريان پوازی بدون سلول تخت¬تر مي-شود و افزایش فشار ایجاد شده به دلیل وجود گرفتگی میکرو کانال و سفتی گلبول عامل بسیاری از بیماری‌های خطرناک از جمله بیماری‌های قلبی و عروقی است. در رساله دکتری حاضر، بهبودی در روش ترکیبی شبکه بولتزمن – مرز غوطه‌ور ایجاد گردید که طی آن در هر بار اجرای محاسبات، شبکه‌بندی مرز غوطه‌ور موجود توسط یک اسپیلاین مرتبه سوم به‌روز رسانی می-گردد و شکل گلبول قرمز حالت منحنی شکل دقیقی به خود می‌گیرد و از ایجاد نقاط نوک تیز در شکل جلوگیری می¬شود. درواقع شکل گلبول قرمز به‌جای اینکه به صورت نقطه به نقطه به همدیگر متصل شود و ترسیم گردد، توسط یک تابع اسپیلاین مرتبه سوم ترسیم می¬شود.