Core Concepts
本研究では、血液細胞の変形を Eulerian 的に記述する新しいモデルを提案する。このモデルは、既存の Lagrangian モデルと同等の精度を持ちながら、より効率的で頑健な数値解法を可能にする。
Abstract
本研究では、血液細胞の変形を記述するための新しい Eulerian モデルを提案している。従来の Lagrangian モデルは計算コストが高く、大規模な医療デバイスシミュレーションに適していなかった。
提案モデルは以下の特徴を持つ:
既存の Lagrangian モデルと同等の精度を持つ
効率的で頑健な数値解法が可能
全領域にわたる細胞変形の評価が可能
具体的には、以下の3つのモデルを提案・検討している:
完全な Eulerian モデル: Lagrangian モデルと完全に等価な定式化
タンクトリーディングモデル: 回転と変形の時間スケールの違いを利用した簡略化モデル
簡略化 Eulerian モデル: 先行研究で提案されたが、問題点のある定式化
これらのモデルを、単純せん断流や回転せん断流などの基準ケースで検証し、提案モデルの有効性を示している。さらに、実際の医療デバイス設計への適用例も示している。
Stats
単純せん断流における細胞の主軸長の最終値: √λ1 = 10.5
単純せん断流における細胞の主軸と流れ方向のなす角の最終値: θ = 0°
単純せん断流における有効せん断速度: Geff = 40,000 s−1