Metachronal wave formation in 3D cilia arrays immersed in a two-phase flow - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Communication Dans Un Congrès Année : 2017

Metachronal wave formation in 3D cilia arrays immersed in a two-phase flow

Résumé

Dans ce travail, la méthode Lattice Boltzmann couplée à la méthode des frontières immergées est utilisée pour étudier l'émergence d'ondes métachronales antipleptiques et symplectiques dans des rangées 3D de cils immergés dans un environnement diphasique, avec un rapport de viscosité de 20. La couche de fluide périciliaire (PCL) est confinée entre la surface épithéliale et la couche de mucus. Sa profondeur est choisie de telle sorte que le bout des cils puisse pénétrer dans la couche de mucus. Une rétroaction d'origine hydrodynamique est prise en compte à travers un paramètre de couplage α. Une étude comparative des ondes symplectiques et antipleptiques est également effectuée. Les ondes antipleptiques se révèlent être systématiquement plus performantes que les ondes symplectiques pour transporter et mélanger les fluides. Abstract : In the present work, the formation of antipleptic and symplectic metachronal waves in 3D cilia arrays immersed in a two-fluid environment, with a viscosity ratio of 20, is reported. A coupled lattice-Boltzmann-Immersed-Boundary solver is used. The periciliary layer (PCL) is confined between the epithelial surface and the mucus. Its thickness is chosen such that the tips of the cilia can penetrate the mucus. A hydrodynamical feedback of the fluids is taken into account through a coupling parameter α. A comparative study of both antipleptic and symplectic waves is also performed. The antipleptic waves are found to systematically outperform symplectic waves for transporting and mixing the fluids.
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Dates et versions

hal-01705587 , version 1 (23-04-2018)

Identifiants

  • HAL Id : hal-01705587 , version 1

Citer

Sylvain Chateau, Sébastien Poncet, Julien Favier, Umberto D’ortona. Metachronal wave formation in 3D cilia arrays immersed in a two-phase flow. 23e Congrès Français de Mécanique, Aug 2017, Lille, France. ⟨hal-01705587⟩
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