用于具有弹性体细胞核的胶囊数值模拟的全欧拉模型
流体动力学
2024-03-20 v2
摘要
在本文中，我们提出了一种基于全欧拉流固耦合模型的生物胶囊数值模拟计算框架。此类模型因对界面和变形采用欧拉处理而具有的灵活性，使我们能够轻松处理胶囊所经历的大变形。膜的建模基于一种全膜弹性欧拉模型，得益于所谓的后向特征（backward characteristics），该模型能够捕捉面积与剪切变化。在验证部分，我们给出了若干测试用例，旨在将我们的结果与文献中已有的结果进行比较。此部分中，比较通过不同的知名构型（剪切流中的胶囊与方截面通道）进行，并深入探讨了弹性本构定律与毛细数（capillary number）对膜动力学的影响。最后，为展示该框架的潜力，我们引入了一个描述开口通道中胶囊松弛的新测试用例。为增加该测试的 challenge，我们研究了建模为超弹性固体的内部核对膜演化的影响。我们给出了若干三维松弛现象的数值模拟，以提供与胶囊变形相关的特征形状与曲线，同时也改变了核的尺寸与刚度参数。
引用
@article{arxiv.2310.16642,
title = {Fully Eulerian models for the numerical simulation of capsules with an elastic bulk nucleus},
author = {Florian Desmons and Thomas Milcent and Anne-Virginie Salsac and Mirco Ciallella},
journal= {arXiv preprint arXiv:2310.16642},
year = {2024}
}