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Simulation of a Microfluidic Gradient Generator using Lattice Boltzmann Methods

机译：用Lattice Boltzmann方法模拟微流控梯度发生器   方法

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摘要

Microfluidics provides a powerful and versatile technology to accuratelycontrol spatial and temporal conditions for cell culturing and can therefore beused to study cellular responses to gradients. Here we use Lattice Boltzmannmethods (LBM) to solve both the Navier-Stokes equation (NSE) for the fluid andthe coupled convection-diffusion equation (CDE) for the compounds that form thediffusion-based gradient. The design of a microfluidic chamber fordiffusion-based gradients must avoid flow through the cell chamber. This can beachieved by alternately opening the source and the sink channels. The fasttoggling of microfluidic valves requires switching between different boundaryconditions. We demonstrate that the LBM is a powerful method for handlingcomplex geometries, high Peclet number conditions, discontinuities in theboundary conditions, and multiphysics coupling.
机译：微流体技术提供了一种强大而通用的技术，可以精确地控制细胞培养的时空条件，因此可用于研究细胞对梯度的反应。在这里，我们使用格子玻尔兹曼方法（LBM）来求解流体的Navier-Stokes方程（NSE）和求解形成基于扩散的梯度的化合物的耦合对流扩散方程（CDE）。基于扩散的微流体腔室的设计必须避免流过细胞腔室。通过交替打开源通道和宿通道可以解决此问题。微流体阀的快速切换需要在不同的边界条件之间切换。我们证明，LBM是处理复杂几何形状，高Peclet数条件，边界条件的不连续性以及多物理场耦合的强大方法。

著录项

  • 作者

    Tanaka, Simon; Iber, Dagmar;

  • 作者单位
  • 年度 2013
  • 总页数
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 {"code":"en","name":"English","id":9}
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