접을 수 있는 흐름

Collapsible flow

접을 수 있는 흐름[1]튜브 외부 압력에 비해 내부 압력이 낮은 조건에서 상당한 팽창성 또는 팽창 능력을 가진 튜브에서 일정한 흐름에서 발생하는 현상입니다.이러한 상태는 산업 응용 분야에서는 거의 발생하지 않지만 정맥의 혈류나 폐의 공기 흐름과 같은 생물학적 연구에서는 매우 흔하다.

흐름이 변형 가능한 채널 또는 튜브를 통해 구동될 때 유체-기계력과 탄성력 간의 상호작용은 비선형 압력 강하/유속 관계, 파동 전파 및 불안정성 발생을 포함하여 생물학적으로 중요한 다양한 현상으로 이어질 수 있습니다.이러한 현상의 물리적 기원과 특성을 이해하는 것은 여전히 실험적이고 분석적이며 계산적인 중요한 과제이며, 레이놀즈 수치가 낮거나 높을 때 불안정한 흐름, 큰 진폭의 유체-구조 상호작용, 자유 표면 흐름, 그리고 본질적으로 2D 또는 3D 운동을 수반한다.내부 흐름은 종종 단일 유체 상(종종 혈액과 같은 복잡한 생물학적 액체의 상)을 수반하는 반면, 많은 경우 두 개 이상의 뚜렷한 유동 상(예를 들어 [2]말초 폐 기도의 공기-액체 흐름의 경우)의 존재가 일차적으로 중요하다.

접이식 튜브의 단상

정맥붕괴는 운동 중 다리 정맥의 근육 압박이 중력에 맞서 혈액을 심장까지 끌어올리는 데 사용되며, 깊은 베인 혈전증 치료를 위한 다리 정맥의 치료적 압박에 사용됩니다.

부분 혈관 붕괴는 내부의 유체에 비해 높은 외부 압력 조건을 겪고 수학적으로 예측하기 어려운 혈관에서 발생합니다.와 같이 Starling 저항기와 같은 장치는 이러한 조건에서 유체 흐름을 예측하는 데 자주 사용됩니다.

튜브 내외부의 상대압력에 따라 튜브가 평탄해지는 고외압 영역을 통과하는 탄성변형 튜브에 유체가 압입된다.

흐름(puD pd)이 없는 경우, pe의 증가는 튜브 벽에 압축 응력을 발생시켜 튜브가 원형에서 타원 단면으로 버클링되도록 한다(물론 강체 튜브에 부착된 끝 부근은 제외한다.두 개 이상의 로브가 있는 형상으로 좌굴하는 경우 짧은 튜브, 테더링 튜브 또는 불균일한 튜브가 발생할 수 있습니다.일단 고정되면 튜브의 준수도가 높아지므로 pe의 약간의 추가 증가가 단면적 ®의 상당한 감소로 이어집니다.추가 압축은 먼저 한 지점에서, 그리고 선을 따라 반대쪽 튜브 벽의 접촉으로 이어집니다(그림 2, 왼쪽). 반대쪽 벽의 접촉은 각 로브의 전구 끝의 튜브 벽의 강한 굽힘 힘이 면적 감소에 대한 저항을 증가시키기 때문에 튜브의 준수가 떨어집니다.긴 박벽 튜브에 대한 "튜브 법칙" 즉, P – Pexternal(여기서 p는 내부 압력)과 alpha 의 관계는 축방향 균일한 탄성 링에 대한 얇은 셸 이론으로 근사할 수 있습니다.

레퍼런스

  1. ^ 생체역학 순환 Y.C.펑 1996
  2. ^ Annu. Fluid Mech. 2004. 36:121~47
  3. ^ Dai GH, Gertler JP, Kamm RD. 1999.정맥 혈류 및 하퇴부 조직 변형에 대한 외부 압박의 영향.J. 바이오멕영어-트랜스ASME 121:557~64