LATTICE BOLTZMANN SIMULATION OF BEHAVIOR OF VISCOELASTIC BODIES IN MICRO-CHANNEL FLOWS

微通道流动中粘弹性体行为的格子玻尔兹曼模拟

• 批准号: 21760123
• 负责人: YOSHINO Masato
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Shinshu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21760123/
• 关键词: 数値流体力学; 複雑流れ; 固液二相流; 格子ボルツマン法; マイクロ流路; 粘弾性固体; Maxwellモデル; tank-treading運動; Segre-Silberberg効果; 複雑流; 固液混相流; マイクロチャンネル; 粘弾性体; 血流; 赤血球

A lattice Boltzmann method for two-phase flows containing viscoelastic bodies is developed. Numerical simulations of behavior of the bodies in shear flows are carried out by the present method. The relations between the dimensionless shear rate and the deformability of the body are in good agreement with available other numerical results. Also, the tank-treading motion, which is a periodic rotary motion like a caterpillar, is observed, and the validity of the present method is demonstrated. In addition, the behavior of the bodies in micro-channels is simulated. It is found that the body in equilibrium migrates toward the center of the channel or laterally between the centerline and the wall according to deformability of the body. Finally, these simulations are performed for various viscosity ratios of the internal fluid and the surrounding fluid, and the effect of the ratio on the behavior of the body is investigated.

发展了一种求解含粘弹性体两相流问题的格子Boltzmann方法。用本文方法对剪切流中物体的行为进行了数值模拟。无因次剪切速率与物体变形能力之间的关系与已有的数值结果吻合得很好。此外，坦克踩踏运动，这是一个周期性的旋转运动，像履带，并证明了本方法的有效性。此外，还对微通道内物体的行为进行了模拟。研究发现，平衡状态下的物体根据物体的变形能力向通道中心或中心线与壁面之间横向移动。最后，这些模拟进行了各种粘度比的内部流体和周围的流体，和身体的行为上的比率的影响进行了研究。

项目成果

二相系格子ボルツマン法を用いた流体中における粘弾性皮膜固体の挙動解析(内部流体の粘度が固体の挙動に与える影響について)

使用两相晶格玻尔兹曼方法分析流体中粘弹性涂层固体的行为（关于内部流体的粘度对固体行为的影响）

• 发表时间: 2011
• 期刊: 日本機械学会論文集B編 77巻
• 作者: 村山寿郎;吉野正人;平田哲夫
• 通讯作者: 平田哲夫

二相系格子ボルツマン法による流れ場における粘弾性皮膜固体の挙動解析(固体の体積および表面積変化を考慮した弾性モデルの改良)

使用两相晶格玻尔兹曼方法分析流场中粘弹性涂层固体的行为（考虑固体体积和表面积变化的弹性模型的改进）

• 发表时间: 2009
• 作者: 村山寿郎;吉野正人;平田哲夫
• 通讯作者: 平田哲夫

格子ボルツマン法による気液および固液混相流解析

使用格子玻尔兹曼方法进行气液和固液多相流分析

• 发表时间: 2009
• 期刊: 計算工学 14巻
• 作者: Yuka IGA;Yoshiki YOSHIDA;Toshiaki IKOHAGI;吉野正人
• 通讯作者: 吉野正人

Hirata, Three-Dimensional Lattice Boltzmann Simulation of Two-Phase Flow Containing a Deformable Body with a Viscoelastic Membrane

Hirata，含有粘弹性膜变形体的两相流的三维格子玻尔兹曼模拟

• 发表时间: 2011
• 期刊: Communications in Computational Physics Vol.9
• 作者: T.Murayama;M.Yoshino;T. Hirata
• 通讯作者: T. Hirata

格子ボルツマン法による管路内流れにおける粘弾性皮膜固体の変形解析

采用格子玻尔兹曼法分析粘弹性涂层固体在管流中的变形

• 发表时间: 2009
• 作者: 村山寿郎;吉野正人;平田哲夫
• 通讯作者: 平田哲夫