Сотрудниками лаборатории нелинейной механики метаматериалов и многоуровневых систем и лаборатории физики наноструктурных биокомпозитов Института физики прочности и материаловедения (ИФПМ) СО РАН предложена модель течения биологической жидкости в установившемся режиме через цилиндрический слой с учетом конвекции и диффузии.

В данной работе описана модель течения жидкости в цилиндрическом пористом слое с учетом конечной сжимаемости и концентрационного расширения, связанного как с бародиффузией, так и с дополнительным механизмом изменения давления в поровом объеме за счет градиента концентрации. Проведен анализ особенностей конвективного и диффузионного режимов течения.

Для связанной задачи разработан итерационный алгоритм численного решения задачи. В работе показано, что учет взаимного влияния различных процессов оказывает существенное влияние на распределение скорости и концентрации переносимой примеси по толщине слоя. Влияние параметров модели на распределения скорости и концентрации при малой толщине цилиндрического слоя качественно аналогично рассмотренному в случае плоского слоя. Бародиффузия имеет наибольший эффект в конвективном режиме и для тонкой стенки цилиндра. В диффузионном режиме бародиффузия практически не влияет на процесс фильтрации.

Эта работа представляет интерес при описании процессов массообмена в пористом теле.

Работа выполнена в рамках государственного задания ИФПМ СО РАН (проект FWRW-2021-0007). Результаты работы опубликованы в журнале Communications on Applied Mathematics and Computation (Q2 в категориях Applied Mathematics, Computational Mathematics, SJR): Nazarenko, N.N., Knyazeva, A.G. Mathematical Modeling of Biological Fluid Flow Through a Cylindrical Layer with Due Account for Barodiffusion. Communications on Applied Mathematics and Computation. (2022). https://doi.org/10.1007/s42967-022-00203-3.

Источник: ИФПМ СО РАН.