پديد آورنده :
فولادي، فرنوش
عنوان :
شبيه سازي جريان خون درون ميكرورگ ها با در نظر گرفتن گلبول هاي قرمز و سفيد با استفاده از روش شبكه بولتزمن
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
تبديل انرژي
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده مهندسي مكانيك
صفحه شمار :
شانزده، 108ص.: مصور
استاد راهنما :
ابراهيم شيراني، محمدرضا سليم پور
استاد مشاور :
احمد سوهانكار اصفهاني
توصيفگر ها :
روش مرز غوطه ور , لايه آزاد سلولي , پتانسيل مورس , مدل هاي مكانيكي پوسته اي گلبول , پروفيل سرعت تخت , اثر فارائوس , مارگينيشن
استاد داور :
محمود اشرفي زاده، محمدرضا توكلي
تاريخ ورود اطلاعات :
1395/06/03
چكيده فارسي :
چكيده توزيع جريان خون درون ميكرورگها شامل تعامل بين گلبولهاي خوني بوده و ديناميك پيچيادهاي را باه نماايش مايگاذارد باه دليال مقياس كوچك ميكرورگها مطالعات آزمايشگاهي با محدوديتهايي روبهروست با پيشرفت روشهااي محاساباتي شابيهساازيهااي عددي توانستهاند اطالعات باارزشي را در ميكرورگها ارائه دهند هدف از اين پژوهش شبيهساازي دو بعادي رفتاار و نحاوه حركات و تغيير شكل گلبولهاي خوني شامل گلبول قرمز و سفيد در ميكروكانال ميباشد بدين منظور از تركيب روش شبكه بولتزمن و روش مرز غوطهور استفادهشده است از دو مدل پوستهاي باراي بياان خاواك مكاانيكي گلباولهاا و از پتانسايل ماورس باراي بياان انادركنش باين گلبولهاي قرمز بهره بردهشده است در ابتدا حركت گلبول قرمز موردبررسي قرارگرفته و مشاهده ميشود زماني كه اين گلبول بهتنهاايي در مركز ميكروكانال حركت ميكند چتري شكل شده و زماني كه در موقعيت خارج از مركز قرار ميگيرد باهتادريج باه سامت مركاز كانال حركت ميكند تغيير شكل و نحوه حركت گلبول قرمز به ميزان انعطافپذيري آن بساتگي دارد در اداماه نحاوه حركات و تغييار شكل مخلوط تجمع يافتهاي از گلبولهاي قرمز موردبررسي قرارگرفته و فرآيند توسعهيافتگي جريان نشان ميدهد كه چگونه گلبولهاي قرمز از سمت مرزهاي ديواره به سمت مركز كانال حركت ميكنند و پالسماي بدون سالول را در كناار دياواره بااقي مايگذارناد تاأثير انعطافپذيري گلبولها و اندركنش بين سلولي بار روي نحاوه رشاد الياه آزاد سالولي موردبررساي قرارگرفتاه و مشااهده مايشاود كاه ضخامت اليهمرزي با افزايش قدرت اندركنش بين سلولي و نياز باا افازايش انعطاافپاذيري افازايش مايياباد چنادين خصوصايت مهام ميكروسكوپي جريان خون مانند اليه آزاد سلولي پروفيل سرعت تخت تغييار در ويساكوزيته ظااهري و اثار فاارائوس كاه در مطالعاات آزمايشگاهي نيز مشاهدهشده بودند بهخوبي در مدل ما نيز بيان ميشوند درنهايت گلبول سفيد به جريان اضافهشده و مشاهده ميشود كاه اين گلبول به سمت ديواره رگ حركت ميكند مارگينيشن تأثير چندين پارامتر مختلف شاامل ميازان انعطاافپاذيري گلباول سافيد و قرمز و اندركنش بين گلبولهاي قرمز بر روي مارگينيشن بررسيشده است و نتايج حاكي از آن است كه با افزايش تجمع بين گلبولهاي قرمز مارگينيشن گلبول سفيد افزايش مييابد هرچند با افزايش انعطاافپاذيري گلباول سافيد و كااهش انعطاافپاذيري گلباول قرماز از مارگينيشن گلبول سفيد كاسته ميشود از نتايج و اطالعات اين مطالعه ميتوان براي فهميادن فرآيناد پيچياده حركات گلباولهاا و تغييار شكل آنها و تأثيرات آن بر ميكروسيركوالسيون و فرآيندهاي بيو مديكال مربوطه استفاده كرد كلمات كليدي روش شبكه بولتزمن روش مرز غوطهور ميكرورگ اليه آزاد سلولي پتانسيل مورس مادل هااي مكانيكي پوستهاي گلبول پروفيل سرعت تخت اثر فارائوس مارگينيشن
چكيده انگليسي :
Simulation of Blood Flow Including Red and White Cells in Mi crovessels Using Lattice Boltzmann Method Farnoosh Fouladi Farnoosh fouladi@me iut ac ir Date of Submission 2016 06 14 Department of Mechanical Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 Iran Degree M Sc Language Farsi Supervisors Ebrahim Shirani eshirani@cc iut ac ir Mohammad Reza Salimpour salimpour@cc iut ac ir Abstract Blood flow distribution in microvessels contains the interactions between blood cells and exhibitscomplex dynamic Because of small scale of microvessels experimental research has encountered somelimitation With the advancement of computational methods numerical simulation has been able to providevaluable information in microvessels The aim of this study is to simulate the behaviors movements anddeformations of red and white blood cells in microvessels using lattice Boltzmann and immersed boundarymethods Two different shell based models are used to express the mechanical properties of blood cells andthe aggregation among red cells is modeled by the Morse potential At first single red cell movement hasbeen investigated and it was observed that a cell deforms into a parachute shape as it travels in centerline ofmicrochannel and gradually move toward the centerline when it is initially located at a position offset tocenterline Its deformation and movement depend on membrane rigidity In the following movements anddeformation of concentrated red cell suspensions has been studies and the flow development processdemonstrates how red blood cells migrate away from the boundary toward the channel center and left plas ma fluid near the wall The effects of cell deformability and aggregation strength on cell free layer thicknesshave been investigated and it was found that the cell free layer thickness increases with both cell deforma bility and aggregation strength Several important characteristics of microscopic blood flows observed ex perimentally have been well reproduced in our model including the cell free layer blunt velocity profile changes in apparent viscosity and the Fahraeus effect Finally white cell is added and it was observed thatthe cell migrates toward the vessel walls margination Effect of deformability of both red and white cellsand red blood cell aggregation on margination is studied Results show that red cells aggregation enhanceswhite cell margination while white cell deformability and reduced red cell flexibility decrease it The re sults can be used to understand the complex process of cells movements and deformations and their effectson microcirculation and biomedical processes Keywords Lattice Boltzmann Method Immersed Boundary Method Microvessel Cell Free Layer Morse Potential Shell Based Membrane Models Blunt Profile Velocity Fahraeus effect Margination
استاد راهنما :
ابراهيم شيراني، محمدرضا سليم پور
استاد مشاور :
احمد سوهانكار اصفهاني
استاد داور :
محمود اشرفي زاده، محمدرضا توكلي
