柱状颗粒在矩形微通道内的惯性迁移行为研究

来源 :第十届全国流体力学学术会议 | 被引量 : 0次 | 上传用户:bright_123456789
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  非球形颗粒普遍存在生物与工程领域,包括盘状红细胞、柱状大肠杆菌、椭球状眼虫藻等。已有研究大多关注球形颗粒的惯性迁移行为,虽然现有的微流控器件可以操控一些非球形颗粒,但是相关方面的机理性研究却较为缺乏。
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肿瘤细胞在细胞外基质中的迁移是肿瘤转移的重要环节,细胞间隙液的流动对于该迁移过程会产生显著影响。本文对于肿瘤细胞在三维细胞外基质中的迁移进行了建模研究,研究表明,间隙液流动将会改变细胞周围的蛋白酶浓度分布,从而增强肿瘤细胞的自趋化效应,导致细胞迁移方向与间隙液流动方向产生相关性。本文将模拟结果与实验结果相比较,验证了该模型的合理性。因此,该模型能够定量预测肿瘤细胞在三维细胞外基质中的转移过程。
在本文中,纳米流体的载体流体为带有溶质的二次流体,基于Buongiorno纳米流动模型,修正了运动方程中的浮力项,建立了方腔中双扩散纳米流体混合传热模型,上板以固定速度移动,而其它三个板是固定的。纳米粒子和溶质浓度在上下板附近保持固定的浓度,而左右板上述两种粒子无法穿透。
采用分子动力学的方法模拟了在不同恒温条件下,在水的气液界面处添加不同种类的纳米颗粒情况下的蒸发行为。同时通过改变纳米颗粒的粒径,数量,聚集方式等模拟不同颗粒分布状态,以对比分析纳米颗粒行为对蒸发行为的影响。此外,还计算了这些情况下,水的表面张力的变化情况。结果 表明在其他条件保持不变的情况下,纳米颗粒的数量越多,蒸发率越低。随着蒸发的进行,纳米颗粒的浓度越来越大,表面张力上升。当纳米颗粒聚集成壳,
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微血管内的血液流动行为将直接影响肿瘤细胞在血液循环系统内的运动轨迹,从而影响肿瘤细胞的转移过程。尽管对于肿瘤细胞转移机理已经进行了许多生物化学和生物学方面的研究,而关于其力学机理方面准确的实验测量和理论预测依然是受到限制的。肿瘤细胞外渗过程,即从血液循环系统转移至周围组织或器官,先是被由内皮细胞所布满的血管壁诱捕(机械诱捕或粘附过程),然后经内皮细胞的间隙外渗至周围组织。