움직이는 미생물을 이용한 Rabinowitsch 나노유체의 연동 수송

May 16, 2023

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 1863(2023) 이 기사 인용

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현재 조사의 주요 목적은 Rabinowitsch 유체(RF)에서 미생물의 대칭적 연동 운동을 조사하는 것입니다. 중력 항을 포함한 밀도가 열과 농도의 선형 함수로 간주되는 Boussinesq 근사, 부력 구동 흐름을 염두에 두어야 합니다. 흐름은 연동운동이 있는 수평 튜브에서 열영동 입자 증착과 함께 이동합니다. 열분포와 부피농도는 온도복사와 화학반응 특성에 의해 드러난다. 기존 연구의 독창성은 나노입자, 미생물, 박테리아가 연동관 내부의 흐름에 유발하는 이점이나 위협을 실현하는 것의 중요성에서 비롯됩니다. 결과는 어떤 요소가 추가 이점을 제공하거나 피해를 줄이는지 이해하려는 시도입니다. 제어 비선형 편미분 방정식(PDE)은 장파장(LWL) 및 저레이놀즈 수(LRN) 근사를 사용하여 더 간단해졌습니다. 이러한 방정식은 일련의 무차원 변환을 거쳐 비선형 상미분 방정식(ODE) 모음을 생성합니다. Homotopy perturbation method(HPM)을 사용하여 방정식 분석 솔루션의 구성을 검사합니다. 이러한 물리적 특성의 영향을 받는 축 속도, 열, 미생물 및 나노입자의 분포에 대한 분석 및 그래픽 설명이 제공됩니다. 현재 연구의 중요한 발견은 수많은 생물학적 상황에서 여러 변이의 특성을 이해하는 데 도움이 될 수 있습니다. 모든 작동 매개변수가 증가함에 따라 미생물 응축이 붕괴되는 것으로 나타났습니다. 이는 이러한 모든 요소의 발달이 인체의 연동관, 특히 소화 시스템과 대장 및 소장에서 유해한 미생물, 바이러스 및 박테리아의 존재를 줄이는 데 도움이 된다는 것을 의미합니다.

광범위한 기계적, 생물학적 사용으로 인해 액체의 연동 운동은 최근 많은 관심을 받고 있습니다. 이는 인체에서 생리학적으로 발달하는 액체 운동의 한 형태입니다. 그 특성 중 몇 가지가 생물학적 형태에서 나타났습니다. 팽창과 수축의 파동을 통해 연동 운동 중에 유체가 저압 영역에서 고압 영역으로 전달되었습니다. 이 현상은 식도를 통한 음식 덩어리의 전달, 신장에서 방광으로의 소변 흐름, 작은 혈관의 혈액 순환 및 신장의 유즙 이동을 포함하여 다양한 생리학적 시스템에서 액체의 생물학적 운동에 영향을 미칩니다. 소화관. Latham1은 펌프의 연동 수송 흐름에 대한 시도를 조직한 최초의 사람으로 간주되었습니다. 원형 튜브 및 채널에서 LRN 및 LWL 하의 연동 운동이 보고되었습니다2. 수많은 연구자들이 제조 및 의료 분야의 실용적인 제품으로 인해 최근 몇 년 동안 다양한 형상의 연동 수송 문제를 연구해 왔습니다. 연동 수송이 필요한 흐름의 몇 가지 예에는 신장에서 방광으로의 소변 흐름, 장 시스템의 음식 발달, 자궁 내 액체 이동 및 작은 혈액 동맥의 혈관 운동이 포함됩니다. 핑거 펌프, 롤러 펌프 및 혈액 펌프의 개발은 이러한 연동 운반 메커니즘을 활용한 몇 가지 산업 응용 분야에 불과했습니다. 내시경과 열 전달이 경사진 튜브에서 비압축성 Walters B 액체의 연동 운동에 어떤 영향을 미치는지에 대한 조사가 이루어졌습니다3. 체적유량, 발열계수, 경사각 모두가 압력구배에 증가하는 영향을 미치는 것으로 나타났다. 내시경 반경이 커지면 펌핑이 가장 잘됩니다. 기울어진 비대칭 채널의 투과성 물질을 가로지르는 MHD Walters B 액체의 연동 운동에 대해 열 전달의 결과를 조사했습니다4. 열 전달을 통해 기울어진 비대칭 채널에서 투과성 물질을 가로지르는 Walters B 액체의 연동 흐름에 대한 MHD의 영향에 대한 연구가 수행되지 않았기 때문에 이 문제는 새로운 것이었습니다. 준수 벽이 있는 대칭 튜브에 있는 엘리스의 액체는 연동 수송 현상5에 대해 온도와 동종-이종 반응을 전달할 수 있다는 것이 문서화되었습니다5. 여러 뉴턴식 및 비뉴턴식 원형에 대한 결과가 신중하게 고려되었습니다. 이 작품에는 생명의학 분야의 다양한 제품이 있습니다. 호모토피 기반 접근법과 분수 미적분학을 사용하여 수직 벽에서 비뉴턴 유사소성 액체의 얇은 필름 흐름을 조사했습니다6. 또한 분수 공간에서는 다양한 요인이 속도에 미치는 영향도 조사되었습니다. Sisko 유체의 연동 흐름에 대한 열복사 및 미끄러짐의 영향을 분석할 때 유변학적 특성을 갖춘 비대칭 컴플라이언트 채널, 개선된 댐핑 도구, 안전 장치 개인 및 수많은 독특한 기술 기술이 모두 고려되었습니다7. Adomian 분해 접근법은 질량과 열 전달이 있는 경사진 비대칭 채널의 연동 유동을 연구하는 데 사용되었습니다8. LRN 및 LWL 근사의 규칙을 사용하여 결과 방정식이 단순화되었습니다. 움직임은 파동의 속도로 이동하는 파동 기준 프레임에서 평가되었습니다. 불균일한 경사 튜브에서 벽 특성과 구리-물 나노유체의 영향을 조사했습니다9. 본 연구에서는 연동 운동에 의해 생성된 점성 나노 액체의 2차원 흐름과 함께 온도 및 속도 슬립 효과도 고려되었습니다. LWL 근사법을 사용하여 연동 구조의 특성은 관성 충격에 대한 점성력의 지배로 정의되었습니다. 질량 및 열 전달이 존재하는 Casson 유체 연동 수송뿐만 아니라 불균일한 경사 튜브의 미끄럼 조건 및 벽 특성의 영향에 대한 분석이 수행되었습니다10.