循环强迫下毛细管内液塞的动力学：记忆效应与气道重开
流体动力学
2018-02-14 v3 经典物理
摘要
本文通过实验与理论相结合，研究圆柱形刚性毛细管内由循环周期强迫驱动的液塞动力学。首先表明，根据强迫类型（流量或压力循环），液塞动力学可以是稳定且周期的，或者相反是加速的并最终导致液塞破裂。在后一种情况下，我们将不稳定性来源确定为：(i) 由于液塞长度减小导致的液塞粘性阻力循环减小，以及 (ii) 由于润滑效应导致的液塞界面阻力循环减小。由于流动是准静态且强迫是周期的，阻力的这种循环演化依赖于存储在液塞长度和尾膜厚度中的流动记忆。其次，我们显示与单向压力强迫相反，循环强迫能够在受限空间内打破大液塞，尽管需要更长时间。所有实验观察到的趋势均通过解析模型定量再现。本研究不仅揭示了潜在物理机制，还为复杂几何中液塞“呼吸”的模拟以及确定用于阻塞气道重开的最优循环开辟了前景。
引用
@article{arxiv.1705.07838,
title = {Dynamics of a liquid plug in a capillary tube under cyclic forcing: memory effects and airway reopening},
author = {S Signe Mamba and J C Magniez and F Zoueshtiagh and M Baudoin and S Mamba},
journal= {arXiv preprint arXiv:1705.07838},
year = {2018}
}