流场驱动囊泡穿过纳米孔行为的模拟研究

发布时间：2021-05-23 03:50

　　囊泡是一类由薄膜包裹液体而形成的“软粒子”,其在流场作用下极易发生形变,因而研究囊泡在微流道中穿过受限孔洞的动力学行为对其在药物输运、细胞筛选、薄膜性能表征等领域的应用具有重要的意义。然而,由于囊泡与流场之间复杂的相互作用,使得流场驱动下囊泡过孔动力学行为并没有清晰的阐述。文采用基于有限元的流固耦合方法,系统阐释了流场驱动的球形囊泡在穿过受限孔洞时的运动规律以及不同位置时囊泡的形变以及对应的应变能,主要发现如下:1、在流场的作用下,囊泡通过比自身更小的孔洞时,囊泡依次呈现子弹型、哑铃型、灯泡型、降落伞型的形状变化,并发现在整个迁移过程中应变能表现出一高一低的双峰分布。较高的应变能峰值对应于囊泡处于哑铃型状态,而较低的应变能峰值对应于降落伞型,因此囊泡处于哑铃型时的拉伸程度要高于其处于降落伞型时的变形程度。囊泡通过小孔的迁移时间随入口流场速度的减小而增大,且应变能也随之减小,但对囊泡膜的机械性能的要求逐步降低。随着入口流速的进一步减小,囊泡将无法完成迁移,这表明囊泡穿过孔洞时存在最小入孔流速,且最小入孔流速与囊泡尺寸相关;2、非轴线位置的囊泡在迁移过程中表现出不同的变形,依次为斜椭圆型、... 

【文章来源】：长春理工大学吉林省

【文章页数】：59 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 选题背景及研究的目的和意义
    1.2 囊泡与红细胞动力学行为的国内外研究现状
        1.2.1 囊泡动力学行为研究
        1.2.2 红细胞动力学行为研究
    1.3 计算机模拟方法
        1.3.1 分子动力学模拟
        1.3.2 耗散粒子动力学模拟
        1.3.3 有限元模拟
    1.4 文章主要内容
第2章 囊泡过孔模型及计算方法
    2.1 模型构建
    2.2 计算方法
第3章 流体驱动囊泡过孔动力学行为研究
    3.1 前言
    3.2 囊泡过孔过程中形状变化变形与应力波动
    3.3 囊泡过孔过程中应力波动
    3.4 囊泡过孔过程中应变能波动
    3.5 小结
第4章 流场驱动下非轴线位置囊泡过孔运动学行为研究
    4.1 前言
    4.2 流场驱动下非轴线位置囊泡的变形
    4.3 流场驱动下非轴线位置囊泡的水平速度波动
    4.4 流场驱动下非轴线位置囊泡的旋转
    4.5 小结
第5章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]Dynamics of Attractive Vesicles in Shear Flow[J]. Zhen-yu Deng,Dong Zhang,章林溪.  Chinese Journal of Polymer Science. 2016(05)



本文编号：3202229