Isogeometric boundary element formulation for deformable particles in microchannel confinement

Esnek parçacıkların sayısal simülasyonları, deneysel tekniklerle elde edilemeyen nicelikleri anlamak için temel öneme sahiptir. Sınır eleman yöntemi, viskoz akış koşullarında deformasyona uğrayabilen parçacıkların analizinde avantajlı bir tekniktir, çünkü lineer kısmi diferansiyel denklemler için problem boyutunu bir azaltır. İzogemetrik sınır elemanı formülasyonu, elemanların yüksek dereceden sürekliliği ve geometri modellemedeki hataları azaltmasından dolayı esnek parçacıkların hareketini modellemek için kullanılmıştır. Ayrıca, yüzey normalinin ve eğriliğinin analitik olarak hesaplanmasına olanak tanır. Daha spesifik olarak damlacıklar gibi deformasyona uğrayabilen parçacıklar, yüksek deformasyona uğrayabilir ve bu, ağ yapısının bozulmasına neden olur. Ayrıca, sayısal hatalar parçacığın hacminde fiziksel olmayan bir değişime yol açar. Bu nedenle, izogemetrik sınır eleman yönteminde, söz konusu sayısal hataları azaltmak için hacim düzeltme ve ağ gevşetme algoritmaları uygulanmıştır. Genelliği kaybetmeden, serbest ve sınırlı akış durumlarındaki damlacık hareketi formüle edilmiş ve önerilen formülasyonun doğruluğunu değerlendirmek için çeşitli örnek problemler çözülmüştür. Çalışmada açıklanan stabilizasyon yöntemleriyle desteklenen izogemetrik sınır elemanı yöntemi, düşük çözünürlüklü simülasyonlarla stabil ve doğruluk payı yüksek sonuçlar elde etmeye olanak tanır.