شبیهسازی حرکت میکروشناگران با الگوبرداری از روی اسپرم به روش المان محدود | ||
| نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر | ||
| مقاله 1، دوره 54، شماره 8، آبان 1401، صفحه 1719-1736 اصل مقاله (2.58 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22060/mej.2022.21196.7397 | ||
| نویسندگان | ||
| علی حیدری1؛ محمد ضابطیان طرقی* 1؛ سروش ضیایی1؛ رضا نصرتی2؛ ایمان حلوایی3 | ||
| 1دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران | ||
| 2دانشکده مهندسی مکانیک و هوافضا، دانشگاه موناش، ملبورن، استرالیا | ||
| 3دانشکده علوم پزشکی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران | ||
| چکیده | ||
| در این پژوهش حرکت میکروشناگر در یک سیال نیوتنی تراکم ناپذیر با استفاده از روش المان محدود در حالات دو و سهبعدی بررسی شدهاست. حرکت موجی شکل در دم میکروشناگر باعث ایجاد نیروهای هیدرودینامیکی درون سیال میشود و نیروی عکسالعمل آن، باعث به جلو راندن میکروشناگر میشود. برای بررسی این موضوع، معادله ناویر-استوکس با قانون نیوتن جفت شده و در ناحیه محاسباتی حل شدهاست. در قسمت اول این پژوهش، تأثیر پارامترهای هندسی، همچون عرض کانال و پارامترهای موجی، همچون دامنه و طول موج، بر سرعت میکروشناگر بررسی شد. در میان نتایج بدست آمده، رابطه بین طول موج و سرعت میکروشناگر مورد توجه قرار گرفت. نشان داده شد که روند تغییرات سرعت در حالت دوبعدی قابل پیشبینی نبوده و ارتفاع کانال شدیداً بر این رابطه تأثیر میگذارد. در قسمت دوم این مطالعه، با استفاده از مدل گسترش داده شده به بررسی پدیده شنای هماهنگ در دو حالت دو و سهبعدی پرداخته و نشان داده شد که میانگین سرعت شنا در حالت پهلو به پهلوی دوبعدی، پهلو به پهلوی سهبعدی و بالا-پایین سهبعدی، به ترتیب 12 درصد افزایش، 10 درصد کاهش و 7 درصد افزایش مییابد. در انتها نیز با بررسی توزیع فشار در دامنه محاسباتی و اطراف میکروشناگران میتوان به این نتیجه رسید که دوقطبیهای ایجاد شده ناشی از ضربه دم میکروشناگران و جهت قرارگیری آنها علت افزایش و یا کاهش میانگین سرعت شنا است. | ||
| کلیدواژهها | ||
| میکروشناگران؛ اسپرم؛ نیروهای هیدرودینامیکی؛ شنای هماهنگ؛ موج | ||
| مراجع | ||
|
| ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 1,814 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 1,573 |
||
| تعداد نشریات | 9 |
| تعداد شمارهها | 462 |
| تعداد مقالات | 5,800 |
| تعداد مشاهده مقاله | 8,583,122 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 7,120,134 |