مدل سازی دوبعدی تغییر شکل سلول گلبول قرمز با خواص ویسکوالاستیک تحت اثر امواج فراصوتی

امروزه استفاده از امواج فراصوتی به منظور جداسازی ذرات یا سلول ها رو به گسترش است. یکی از عوامل تاثیرگذار در جداسازی، تغییر شکل سلول است که ناشی از امواج فراصوتی است. مشهورترین مدل های مورد استفاده برای تغییر شکل، دو مدل الاستیک و ویسکوالاستیک هستند. در این پژوهش سلول در محیط سیال و تحت اثر امواج فراصوتی مدل شده و تغییر شکل ها به دست آمده است. برای رسیدن به این منظور معادله هلمهولتز که ترکیب معادلات اختلالی امواج فراصوتی و معادله ناویر استوکس است، حل می شوند و فشار آکوستیک به دست می آید. سپس این فشار به عنوان عامل تغییر شکل بر سلول اعمال می شود و با کمک برهم کنش سیال و جامد، تغییر شکل به دست می آید. در این پژوهش در ابتدا تغییر شکل سلول با خواص الاستیک ارائه شده و با پژوهش های تجربی پیشین اعتبارسنجی صورت گرفته است. در نهایت تغییر شکل برای سلول با فرض خواص ویسکوالاستیک که تاکنون از آن برای مدل سازی تغییر شکل در میدان آکوستیک استفاده نشده به دست آمده و ارائه شده است. نتایج نشان دهنده این است که مدل ویسکوالاستیک برای سلول تطابق بهتری در مقایسه با مدل الاستیک با نتایج تجربی دارد. هم چنین تاثیر فرکانس روی نسبت منظری نیز بررسی شده است. با افزایش فرکانس از ۲ به ۸مگاهرتز، نسبت منظری ۰.۳ افزایش می یابد.

کلیدواژه ها:

Ultrasonic Waves ، Viscoelastic ، Fluid-Structure Interaction ، امواج فراصوتی ، ویسکوالاستیک ، تعامل سیال با سازه