استفاده از روش ترکیبی شبکه بولتزمن و حجم محدود برای شبیه‌سازی جریان خون و انتقال جرم ذرات ال‌دی‌ال در رگ

هدف از این مقاله بررسی انتقال جرم لیپوپروتیین‌های‌کم‌چگال‌پلاسما در دیواره رگ با استفاده از روش شبکه بولتزمن می‌باشد. بزرگ بودن عدد اشمیت ذرات چربی، منجر به واگرایی حل در روش شبکه بولتزمن می‌شود. به منظور رفع این مشکل، شبکه بولتزمن با روش حجم محدود ترکیب شده است. در این روش ترکیبی، میدان سرعت جریان خون توسط روش شبکه بولتزمن با مدل زمان آرامش منفرد و معادله غلظت لیپیدها با استفاده از حل عددی معادله دیفرانسیلی انتقال جرم به روش حجم محدود حل می‌شود. در روش شبکه بولتزمن برای حل مسیله انتقال جرم با عدد اشمیت در محدوده 3000-10، باید زمان آرامش چندگانه به کار گرفته شود که این خود زمان محاسبات را افزایش می‌دهد. برای اعداد اشمیت بزرگ‌تر از 3000 مدل زمان آرامش چندگانه نیز دیگر پاسخگو نیست و همگرایی حاصل نمی‌شود. این مقاله نشان می‌دهد روش ترکیبی اشاره شده توانایی حل مسیله انتقال جرم تا عدد اشمیت 107 را دارد. تطبیق مناسب بین شبیه‌سازی انجام شده به روش ترکیبی با نتایج محققان قبلی و کاهش قابل‌توجه زمان حل مسیله نسبت به روش شبکه بولتزمن بیانگر عملکرد خوب روش ترکیبی در حل مسایل جریان و انتقال جرم با عدد اشمیت بالا می‌باشد. بالاخره روش ترکیبی ارایه شده برای شبیه‌سازی انتقال جرم ذرات ال‌دی‌ال به کار گرفته می‌شود و پارامترهای موثر بر افزایش غلظت سطحی، از جمله اندازه ذرات، سرعت مکشی روی جداره، تنش برشی دیواره، نوع سیال از نظر رفتار نیوتنی و غیرنیوتنی و تغییر ضخامت لایه‌مرزی غلظت با تغییر عدد اشمیت بررسی می‌شود.