Modares Mechanical Engineering
مهندسی مکانیک مدرس
Modares Mechanical Engineering
Engineering & Technology
http://mme.modares.ac.ir
1
admin
1027-5940
2476-6909
10.22034/mme
fa
jalali
1394
8
1
gregorian
2015
11
1
15
9
online
1
fulltext
fa
بررسی عددی تأثیر ضخامت مایع مخاطی درون نای انسان بر سرعت تخلیه آن
Numerical investigation of the effect of ASL depth on the muco-ciliary transport
در این تحقیق به بررسی عددی اثرات ضخامت مایع مخاطی درون نای انسان بر متوسط سرعت تخلیه موکوس پرداخته شده است. در این پژوهش از روش عددی مرزغوطه ور- شبکه بولتزمن جهت حل معادلات حاکم بر جریان استفاده شده است. کلیه نیروهای وارد بر سیال مانند نیرو های وارده از طرف مژه ها به سیال و نیروهای وارده از طرف مرز دو سیال به هم به کمک روش مرز غوطهور به معادلات حاکم اضافه و حل شده اند. همچنین موکوس به عنوان یک سیال ویسکوالاستیک در نظر گرفته شده و از مدل اولدروید-بی جهت مدلسازی آن استفاده شده است. نتایج این تحقیق نشان می دهد ، بیشترین سرعت تخلیه موکوس زمانی اتفاق می افتد که ضخامت ناحیه PCL به اندازه حالت طبیعی آن یعنی mμ 6 باشد اما افزایش و یا کاهش ضخامت لایه PCL از مقدار طبیعی آن و همچنین افزایش ضخامت لایه موکوس باعث کاهش سرعت تخلیه موکوس می گردد. نتایج همچنین نشان می دهند که کاهش نسبت ویسکوزیته موکوس یکی از عواملی است که نقش مهمی در افزایش سرعت تخلیه موکوس را ایفا میکند و کاهش سرعت تخلیه موکوس به علت افزایش ضخامت ناحیه های PCL و موکوس را تا حد زیادی می توان با کاهش نسبت ویسکوزیته موکوس، جبران نمود.
In this paper 2D numerical model is used to study the effect of depth of airway surface liquid (ASL) on the muco-ciliary transport. An immersed boundary-lattice Boltzmann method is used to solve the momentum equation. In this study mucus is considered as the viscoelastic fluid an Oldroyd-B model is used as the constitutive equation of it. Immerse boundary method is used to study the propulsive effect of the cilia and also the effects of mucus– periciliary layer interface. Our results show that mean mucus velocity becomes maximized when the PCL depth is equal to the standard value of it i.e. 6 μm. By increasing or decreasing the depth of PCL or increasing the depth of mucus layer, mean mucus velocity reduces. Our study also shows that mucus viscosity ratio can play an important role on the muco-ciliary clearance. It means that by increasing the Newtonian part of mucus viscosity or by decreasing elastic contribution of the mucu, mean mucus velocity increases significantly. So reducing mucus velocity results from changing ASL depth can be completely modified by increasing the Newtonian part of mucus viscosity.
روش مرز غوطه ور-شبکه بولتزمن,سرعت تخلیه موکوس,ضخامت مایع مخاطی,موکوس,مدل اولدروید-بی
immersed boundary-lattice Boltzmann method,Muco-ciliary transport,ASL depth,mucus,Oldroyd-B model
161
169
http://mme.modares.ac.ir/browse.php?a_code=A-15-1000-7977&slc_lang=fa&sid=15
Mohammad Hadi
Sedaghat
محمد هادی
صداقت
100319475328460058557
100319475328460058557
No
دانشچوی دکتری دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه شاهرود
Mohammad Mohsen
Shahmardan
محمد محسن
شاه مردان
100319475328460052756
100319475328460052756
Yes
دانشیار دانشکده مهندسی مکانیک
دانشگاه شاهرود
Mahmood
Norouzi
محمود
نوروزی
100319475328460058558
100319475328460058558
No
عضو هیات علمی دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه شاهرود
Mohsen
Nazari
محسن
نظری
100319475328460058559
100319475328460058559
No
عضو هیات علمی دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه شاهرود