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J-GLOBAL ID：201702288001760137   整理番号：17A1422871

三次元等方的および整列した繊維ネットワークのせん断応力の予測のための計算モデル【Powered by NICT】

Computational modeling for prediction of the shear stress of three-dimensional isotropic and aligned fiber networks

著者 (1件)： Park Seungman (Department of Mechanical Engineering, Johns Hopkins University, Baltimore, MD, USA)
資料名： Computer Methods and Programs in Biomedicine  (Computer Methods and Programs in Biomedicine)
巻： 148  ページ： 91-98  発行年： 2017年 
JST資料番号： D0213C  ISSN： 0169-2607  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： アイルランド (IRL)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 間質流(IF)は,細胞外マトリックス(ECM)の間質空間を通るほふく流である。IFは多様な生物学的機能に重要な役割を果たす,組織ホメオスタシス,細胞機能と挙動のような。現在,IFを特性化したことを多くの研究は細胞に対するECMまたはせん断応力分布の透過性に焦点を当てたが,線維化や創傷組織で観察されたマトリックス繊維と細胞の整列におけるその重要性にもかかわらず,個々の繊維または繊維ネットワークに及ぼすせん断応力の予測知られていない。本研究では,異なる構造化繊維状ネットワークのためのせん断応力を予測するための計算モデルを開発した。等方性モデルを生成するために,ランダム成長アルゴリズムと第二近似解配向テンソルを採用した。三次元(3D)ソリッドモデルは整列したモデル(すなわち,平行,垂直および立方晶モデル)のためのコンピュータ支援設計(CAD)ソフトウェアを用いて作成した。続いて,四面体非構造メッシュを作成し,流の解は,すべてのモデルのための質量と運動量保存の方程式を解くことにより計算した。流の解により,IはDarcyの法則を用いて透過率を推定した。繊維上の平均せん断応力(ASS)は,繊維の壁せん断応力を平均化することにより計算した。透過性,粘度,速度,空隙率とASSの非線形表面フィッティングを用いて,新しい計算モデルを考案した。全体として,開発したモデルは高い空隙率は,より高い透過性を誘導することを示した,以前の経験的および理論的モデルを示した。透過性の比較のために,本計算モデルは,以前のモデル,著者らの計算アプローチを正当化するとよく一致した。ASSは,入口速度と動的粘度に関して直線的に増加する傾向があったが,透過性はほぼ同じであった。最後に,開発したモデルは,計算流体力学(CFD)から直接推定したASS値を予測した。本計算モデルは,正確な機能的性質を予測し,繊維状多孔質材料を設計するための新しいツールを提供し,これにより組織エンジニアリングを著しく進めるであろう。Copyright 2017 Elsevier B.V., Amsterdam. All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【Powered by NICT】

シソーラス用語： *剪断応力 ,  粘度 ,  *計算モデル ,  空隙率 ,  *モデル ,  *三次元 ,  計算流体力学 ,  透過率 ,  アルゴリズム ,  *ネットワーク ,  多孔質体 ,  CAD【計算機】 ,  細胞外マトリックス ,  キャラクタリゼーション
準シソーラス用語： 透過性 , 【Automatic Indexing@JST】

著者キーワード (5件)： 間質流(IF) ,  細胞外マトリックス(ECM) ,  Permeability ,  平均せん断応力(ASS) ,  計算モデリング

分類 (3件)： 医用画像処理  (JE04020T) ,  循環系モデル  (EL02020V) ,  生体系モデル一般  (EL02010K)

タイトルに関連する用語 (5件)： 整列 ,  繊維 ,  せん断応力 ,  予測 ,  計算モデル