|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ФНКЦ РР |
||
Моделирование течения крови в микроканалах с заданной шероховатостьюдипломная работа (Магистр)
- Научный руководитель: Беляев Алексей Вячеславович
- Автор: Костян Антон Сергеевич
- Тип: Магистр
- Организация, в которой проходила защита: МГУ имени М.В. Ломоносова
- Год защиты: 2024
- Аннотация: Данная работа посвящена изучению течения крови в микроканалах с использованием подходов биомеханики. Основной целью исследования является количественная оценка влияния гидродинамического взаимодействия цельной крови с искусственными микрошероховатостями плоскопараллельного канала, а также разработка оптимального дизайна поверхностей для обеспечения их гемосовместимости. Исследование проводится с использованием математической модели, сочетающей континуальное описание плазмы крови, крупнозернистую молекулярную динамику для моделирования мембран клеток крови и силовой подход для связи динамики жидкости и клеток. Расчетная область моделируется в виде прямоугольного параллелепипеда, где боковые границы подчиняются условиям периодичности, а верхняя и нижняя границы — твёрдые, непроницаемые для крови, рельефные стенки. Моделировались различные типы микрошероховатостей, включая прямоугольные и сглаженные формы, с разной высотой и периодом, а также под разным углом. Течение Пуазёйля в плоскопараллельном канале было инициировано с помощью силы давления. Модель показывает адекватные результаты деформаций эритроцитов. Они соответствуют экспериментальным данным о механических свойствах мембран. Также, модель адекватна при малых числах Рейнольдса, что соответствует условиям течения крови в микроканалах. Это позволяет количественно оценить гидродинамическое взаимодействие клеток крови с микрорельефом. Результаты симуляций показали, что геометрия и параметры микрошероховатостей существенно влияют на движение тромбоцитов и эритроцитов в канале. Прямоугольные микрошероховатости замедляют движение клеток при столкновении с углами, тогда как сглаженные структуры способствуют более быстрому возвращению тромбоцитов в поток. Изменение угла течения относительно ориентации микрошероховатостей может повысить эффективность выхода тромбоцитов из канав. Выводы исследования могут иметь значимое приложение в разработке биомедицинских устройств и материалов с улучшенной совместимостью с кровью, что способствует развитию методов диагностики и лечения сосудистых заболеваний.
- Добавил в систему: Беляев Алексей Вячеславович