20.06.2023
Математическая модель течения биологической жидкости через цилиндрический слой с учетом бародиффузии
Сотрудниками лаборатории нелинейной механики метаматериалов и многоуровневых систем и лаборатории физики наноструктурных биокомпозитов ИФПМ СО РАН предложена модель течения биологической жидкости в установившемся режиме через цилиндрический слой с учетом конвекции и диффузии.
В данной работе описана модель течения жидкости в цилиндрическом пористом слое с учетом конечной сжимаемости и концентрационного расширения, связанного как с бародиффузией, так и с дополнительным механизмом изменения давления в поровом объеме за счет градиента концентрации. Проведен анализ особенностей конвективного и диффузионного режимов течения. Для связанной задачи разработан итерационный алгоритм численного решения задачи. В работе показано, что учет взаимного влияния различных процессов оказывает существенное влияние на распределение скорости и концентрации переносимой примеси по толщине слоя. Влияние параметров модели на распределения скорости и концентрации при малой толщине цилиндрического слоя качественно аналогично рассмотренному в случае плоского слоя. Бародиффузия имеет наибольший эффект в конвективном режиме и для тонкой стенки цилиндра. В диффузионном режиме бародиффузия практически не влияет на процесс фильтрации.
Эта работа представляет интерес при описании процессов массообмена в пористом теле.
Распределение скорости (а) и концентрации (б) в цилиндрическом слое в результате фильтрации жидкости с учетом диффузии и при различных коэффициентах концентрационного расширения и разной толщине пористого слоя; Сплошные линии - связная модель; Символы - несвязная модель
Работа выполнена в рамках государственного задания ИФПМ СО РАН (проект FWRW-2021-0007). Результаты работы опубликованы в журнале Communications on Applied Mathematics and Computation (Q2 в категориях «Applied Mathematics», «Computational Mathematics», SJR).
Nazarenko, N.N., Knyazeva, A.G. Mathematical Modeling of Biological Fluid Flow Through a Cylindrical Layer with Due Account for Barodiffusion. Communications on Applied Mathematics and Computation. (2022).
https://doi.org/10.1007/s42967-022-00203-3