Новосибирск, Россия, 30 мая – 4 июня 2011 г.

Международная конференция
«Современные проблемы прикладной математики и механики: теория, эксперимент и практика», посвященная 90-летию со дня рождения академика Н.Н. Яненко
№ гос. регистрации 0321101160, ISBN 978-5-905569-01-2

Хмель Т.А.   Федоров А.В.  

Численное моделирование нестационарной фильтрации плазмы крови в микрососудах

Докладчик: Хмель Т.А.

     Одним из механизмов транскапиллярного обмена является доставка полезных веществ (в частности, кислорода) в ткани посредством фильтрации плазмы крови через поры в стенках капилляров. Фильтрационное течение, в соответствии со схемой Старлинга, обусловлено перепадом давлений внутри и вне капилляра, который выше нуля на артериольном конце и ниже на венульном (с учетом онкотической составляющей). Разница давлений (как и градиент давления в капилляре) в классической схеме Старлинга считается постоянной. Однако данные последних экспериментов Института лазерной физики СО РАН свидетельствуют о наличии локальных колебаний давления в капиллярах, обусловленных сердечными сокращениями.
      В настоящей работе теоретически и численно исследуются процессы нестационарной фильтрации через стенки капилляров и движения плазмы в интерстициальном пространстве. Численное моделирование осуществляется в рамках нестационарных уравнений механики сплошных сред. Распределенные в межкапиллярном пространстве структурные элементы представляются в виде неподвижной изотропной пористой среды. Учитывается демпфирование колебаний стенками капилляра. Плазма считается несжимаемой вязкой ньютоновской жидкостью. Уравнения, описывающие осесимметричные нестационарные фильтрационные течения вязкой жидкости в твердом пористом материале, записываются в терминах вихрь – функция тока. Для численного решения применяются стандартные методы.
      Проведено параметрическое исследование влияния амплитуды колебаний, соответствующих нормальному и динамическому физиологическим режимам. Результаты расчетов демонстрируют существенное отличие течения, соответственно, обменных процессов, от стационарной схемы Старлинга. В нестационарном режиме уже на артериольном участке капилляра возможна как фильтрация, так и ре-абсорбция. Наличие стадии ре-абсорбции способствует прониканию углекислоты в капилляр и высвобождению кислорода из эритроцитов. Показано, что за счет пульсовых колебаний давления в капилляре обеспечивается интенсификация транскапиллярного обмена.

Файл тезисов: Хмель-Федоров.doc
Файл с полным текстом: khmel_fedorov.pdf


К списку докладов
© 1996-2017, Институт вычислительных технологий СО РАН, Новосибирск