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https://hdl.handle.net/20.500.14094/90008698
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90008698 (fulltext)
pdf
1.26 MB
11
メタデータ
ファイル出力
メタデータID
90008698
アクセス権
open access
出版タイプ
Version of Record
タイトル
Liquid transport produced by a cluster of peristaltic contractions in a circular channel
著者
Oyama, Tomoki ; Ishida, Shunichi ; Maeyama, Kohei ; Miyagawa, Taimei ; Imai, Yohsuke
著者名
Oyama, Tomoki
著者ID
A2486
研究者ID
1000080824169
KUID
https://kuid-rm-web.ofc.kobe-u.ac.jp/search/detail?systemId=c1445de1435393e1520e17560c007669
著者名
Ishida, Shunichi
石田, 駿一
イシダ, シュンイチ
所属機関名
工学研究科
著者名
Maeyama, Kohei
著者名
Miyagawa, Taimei
著者ID
A2388
研究者ID
1000060431524
KUID
https://kuid-rm-web.ofc.kobe-u.ac.jp/search/detail?systemId=7cc9749ed864007a520e17560c007669
著者名
Imai, Yohsuke
今井, 陽介
イマイ, ヨウスケ
所属機関名
工学研究科
収録物名
Physical Review Fluids
巻(号)
6(9)
ページ
093102
出版者
American Physical Society (APS)
刊行日
2021-09-28
公開日
2021-10-26
抄録
Clustered contractions are observed in the human small intestine after fatty meals or in patients with gastrointestinal diseases. We investigate flow produced by a cluster of peristaltic contractions propagating along a circular channel for a finite Reynolds number Re∼10(2) and a finite contraction width (wavelength) λ/D∼1. We perform a computational fluid dynamics analysis of a Newtonian liquid using the cumulant lattice Boltzmann method where zero pressure is given to both ends of the channel. We show that clustered contractions cause retrograde flow over the cluster and fluid trapping in the upstream and downstream regions of the cluster. Flow rate is not proportional to the number of peristaltic waves in a cluster, in particular, for large contraction ratio (amplitude). To understand the underlying mechanism, we simulate flow produced by an isolated contraction in channels with different lengths. The magnitude of pressure gradient produced by the isolated contraction does not decrease largely with increasing the channel length, minimizing a decrease in flow rate. When flow rates of clustered contractions with different numbers of waves are plotted as a function of the channel length per wave, the flow rates collapse onto a single curve of each contraction ratio. In addition, the flow rates of the clustered contractions converge to the flow rates of infinitely periodic contractions. We also compare the characteristics of the flow rate for Re∼10(2) and λ/D∼1 to those for Re→0 and λ/D→∞.
カテゴリ
工学研究科
学術雑誌論文
権利
©2021 American Physical Society
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資源タイプ
journal article
言語
English (英語)
eISSN
2469-990X
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DOI
https://doi.org/10.1103/PhysRevFluids.6.093102
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