用于磁性药物靶向的热力学一致磁两相流模型的推导与数值模拟
数值分析
2025-08-07 v1 数值分析
摘要
本文针对磁性药物靶向（MDT）中出现的超顺磁性氧化铁纳米颗粒（SPIONs）、载流流体与磁场之间的复杂相互作用，推导了一个新颖且全面的热力学一致模型，MDT 即通过外部磁场实现磁性功能化药物载体的靶向递送。该模型由 SPIONs 的对流-扩散方程、载流流体-纳米颗粒混合物平均速度的修正 Navier-Stokes 方程组以及磁场变量的准稳态 Maxwell 方程组组成。所推导的模型通过考虑载流流体和磁场对 SPIONs 动力学的响应，扩展了先前的 MDT 模型，从而为 MDT 过程的预测和优化提供了一个全面的工具。在引入用于该模型数值模拟的半隐式有限元格式后，对全耦合模型进行了模拟，并将结果与忽略了载流流体和磁场对 SPIONs 动力学响应的模型简化版本的结果进行了比较。此外，还研究了 MDT 对实验参数（如磁体位置）的敏感性。
引用
@article{arxiv.2508.04360,
title = {Derivation and Numerical Simulation of a Thermodynamically Consistent Magneto Two-Phase Flow Model for Magnetic Drug Targeting},
author = {Eberhard Bänsch and Jonas Knoch and Nicolas Neuss and Maria Neuss-Radu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2508.04360},
year = {2025}
}