شبیه سازی عددی حرکت و تغییر شکل گلبول قرمز در جریان ویسکوز

در این تحقیق، حرکت و تغییر شکل یک گلبول قرمز در جریان تراکم¬ناپذیر و لزج با استفاده از ترکیب روش شبکه بولتزمن و روش مرز غوطه¬ور شبیه¬سازی می¬گردد. برای حل میدان جریان سیال از روش شبکه بولتزمن و برای شبیه¬سازی دینامیک گلبول قرمز از روش مرز غوطه¬ور استفاده می¬شود. گلبول قرمز به صورت یک مرز ارتجاعی غوطه¬ور در جریان سیال در نظر گرفته می¬شود. مزیت اصلی روش شبکه بولتزمن این است که در آن برخلاف روش¬های متداول دینامیک سیالات محاسباتی که در آنها معادلات دیفرانسیلی حل می¬شوند فقط یک معادله جبری حل می¬شود. همچنین در روش مرز غوطه¬ور میدان جریان سیال با یک شبکه¬بندی اویلری منظم گسسته می¬شود در حالیکه جسم غوطه¬¬ور در مختصات لاگرانژی نشان داده می¬شود. در حالت کلی، نقاط شبکه اویلری بر نقاط لاگرانژی منطبق نمی¬باشند. بر هم کنش بین سیال و مرز غوطه¬ور با استفاده از یک شکل مناسب تابع دلتای دیراک مدل می¬شود. اثرات شرط مرزی عدم لغزش با افزودن یک جمله نیرو به عنوان چشمه به معادلات ناویر-استوکس (در اینجا معادله شبکه بولتزمن) در نظر گرفته می¬شود. در این مطالعه، حرکت چرخشی گلبول قرمز خون در جریان برشی شبیه¬سازی می¬گردد که نتایج حاصل توافق خوبی با نتایج تجربی و عددی موجود دارد.