1。介绍

循环系统和生殖系统可以被认为是管状运输系统的血液细胞和配子,分别。两个系统涉及复杂的流动和流固相互作用大位移和大变形。此外,多尺度和多过程需要考虑。因为他们的重要性在健康和基本面,伟大的努力在发展中为这些系统和数值方法在理解底层流物理。尽管许多成就,这仍然是一个挑战这些系统的数理模型,用数值方法。此外,仍然有很多共同发展对把握内复杂的流动物理这样的系统利用先进的数值方法和数学模型。因此,这个特殊问题的目的是收集在一起最近贡献的发展为复杂的流固耦合数值方法在循环和生殖系统和/或解决复杂流动物理和传热传质在这些系统中基本的理解以及工程应用。论文可以分为三组如下详细。

2。特定的几何模拟

这项工作由j . s . Byun S.-Y。崔和t . Seo试图调查脑动脉的血流动力学现象的动脉瘤手术前后不同的预处理和参与脑动脉几何图形通过使用三维计算流体动力学模型。模型,流近似不可压缩牛顿流体在层流的政权,血管壁是假定为刚性。流模式,流入急流,墙上平均剪切应力一直被认为是通过使用不同的特定的几何图形。报道一些有趣的发现,其中平均剪切应力分布与动脉瘤破裂是有吸引力的,可能提供有用的见解在预测动脉瘤破裂的风险。

x刘等人提出一个流动特性的数值研究患者咽上呼吸道阻塞的崩溃。在这项研究中,使用特定的几何图形,流动动力学解决利用计算流体动力学,以及湍流大涡模拟的建模。验证了数值模拟的测量激光多普勒风速测定。模拟是由不同流量下两个连续的吸气和呼气重点讨论了速度场和静态字段和相关的压力与上呼吸道状态(例如,缩小咽)。这些信息可以为阻塞呼吸道疾病的治疗提供指导。此外,报告的数值程序可以直接应用于研究流动在缩小动脉,动静脉移植和动静脉瘘。

3所示。Cell /胶囊动力学

J.-T。妈,Y.-Q。徐,X.-Y。唐报告尺度依赖的细胞分类方案基于可控非对称的流动通过使用一个沉浸boundary-lattice波尔兹曼方法。该方案采用上游设备由2分支,1过渡通道和4下游分支。研究细胞分拣效率,系统模拟是由不同的进气流动比率,细胞大小和出口流动比率。批准的设备是有效的发现细胞不同的直径可以成功地分类成不同的下游分支。这项工作提供了一个参考设计的微流体细胞/粒子排序。

F.-B的工作。田提供了一个沉浸boundary-lattice波尔兹曼方法胶囊固耦合涉及非牛顿流体(例如,幂律流体)。在这种方法中,胶囊动力学和流体动力学耦合采用浸入边界法;不可压缩粘性幂律流体动力学是通过解决格子波尔兹曼方程,剪切rate-dependant弛豫时间用于实现非牛顿流变学。验证了非牛顿流求解器通过考虑一个幂律流在一个通道,然后应用于研究幂律的胶囊的变形不同剪切流的雷诺数,无因次剪切速率和幂律指数。几个有趣的结果中独特的幂律流报告。这项工作涉及非牛顿流体的流固相互作用提供了一种替代方法。可以进一步努力探索的应用非牛顿效应细胞/粒子排序。

4所示。分子动力学模拟

y通用电气等人提出一个研究溶液浓度对离子分布的影响纳米孔设备的灵感来自血红细胞通过使用分子动力学方法。发现密度峰值为反离子和附近coion指控墙增加速度不同溶液浓度的增加,如果筛查效果出现,因此潜在的收费墙附近的纳米孔从一个负值切换到积极的在模拟。这项工作提供了见解在控制离子渗透率,提高细胞转染以及奈米流体设备的设计。此外,它激发未来的工作多尺度方法包括在这项工作的方法和这些方法的研究F.-B。田和J.-T。妈,Y.-Q。徐,X.-Y。唐解决多尺度细胞动力学。

广泛的生物医学和机械工程科学社会会对这个特别感兴趣的问题。会发现结果的研究者和实践者都提出了这个问题有用的在许多应用程序中。

Fang-Bao田
易隋
Luoding朱
大肠俞
Hyung j .唱