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病変を伴う小動脈内の血流と血球同士の干渉による特異流動

Research Project

Project/Area Number 17760137
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Fluid engineering
Research InstitutionTohoku University (2006)
University of Fukui (2005)

Principal Investigator

石川 拓司  東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (20313728)

Project Period (FY) 2005 – 2006
Project Status Completed (Fiscal Year 2006)
Budget Amount *help
¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000)
Fiscal Year 2006: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2005: ¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Keywordsストークス流れ / 血液細胞 / 流体力学的干渉 / 数値シミュレーション / ストークス動力学法 / 血流
Research Abstract

血球の干渉と血流の数値シミュレーション
実際の血液のヘマトクリット値は40-50%と非常に高く,赤血球同士が結合してルーロー(連銭)を形成するなど複雑な挙動を示すため,赤血球同士の干渉を表現することは実際の血流を取り扱う上で非常に重要なステップである.
申請者はこれまでに,Bradyらが剛体球の濃厚サスペンションを対象に開発したStokesian Dynamics Simulationの手法を微生物溶液に適用し,ミクロスケールの粒子間の流体力学的干渉を厳密に表現することに成功してきた.本年度はその手法を赤血球に適用し,赤血球の濃厚溶液である血液の数理モデル化を行った.特に赤血球の近距離干渉に焦点を当て,高分子の架橋構造による干渉力をばね力でモデル化することに成功した.狭さく部を通る血流の数値シミュレーションも行い,解析結果を実験結果との比較した.
赤血球を用いた血球の干渉実験および血流の可視化実験
シミュレーションの妥当性を検討するには,対応する実験データが不可欠である.そこで本研究では,研究室に既存のconforcal-micro PIVシステムを用い,染色した赤血球の干渉実験および血流の可視化実験を行った.微小血管の狭さく部を模擬した流路は,PDMS micro channelを用いて作成した.実験結果を数値シミュレーション結果と比較検討し,解析手法の妥当性を確認した.

Report

(2 results)
  • 2006 Annual Research Report
  • 2005 Annual Research Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2007 2006 2005

All Journal Article (7 results)

  • [Journal Article] Numerical simulation of a low-hematocrit blood flow in a small artery with stenosis2007

    • Author(s)
      T.Ishikawa
    • Journal Title

      Journal of Biomechanical Science and Engineering 2

      Pages: 12-22

    • NAID

      130000079520

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Interaction of two swimming Paramecia2006

    • Author(s)
      T.Ishikawa
    • Journal Title

      Journal of Experimental Biology 209

      Pages: 4452-4463

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Computational Blood Flow Analysis-New Trends and Methods2006

    • Author(s)
      T.Yamaguchi
    • Journal Title

      Journal of Biomechanical Science and Engineering 1

      Pages: 29-50

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] From passive motion of capsules to active motion of cells2006

    • Author(s)
      D.Barthes-Biesel
    • Journal Title

      Journal of Biomechanical Science and Engineering 1

      Pages: 51-68

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Hydrodynamic interaction of two swimming model micro-organisms2006

    • Author(s)
      T.Ishikawa
    • Journal Title

      Journal of Fluid Mechanics 568

      Pages: 119-160

    • NAID

      120000775243

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] 低レイノルズ数のせん断流れ中におけるカプセルの変形挙動2006

    • Author(s)
      石川拓司
    • Journal Title

      日本機械学会論文集(B編) 72

      Pages: 1927-1934

    • NAID

      110004763439

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] The rheology of a semi-dilute suspension of swimming cells2005

    • Author(s)
      T.Ishikawa, T.J.Pedley
    • Journal Title

      Bulletin of the American Physical Society, DFD Vol.50 No.9

      Pages: 124-124

    • Related Report
      2005 Annual Research Report

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Published: 2005-04-01   Modified: 2016-04-21  

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