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학술저널
저자정보
홍성진 (서강대학교) 손기현 (서강대학교)
저널정보
한국전산유체공학회 한국전산유체공학회지 한국전산유체공학회지 제27권 제3호
발행연도
2022.9
수록면
19 - 25 (7page)
DOI
10.6112/kscfe.2022.27.3.019

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The collapse of microbubbles using ultrasonic pressure pulses is accompanied by strong shock waves and jets. This phenomenon is an important topic applied to various environmental and medical fields such as surface cleaning, algae removal, cell poration, and drug delivery. However, a numerical model that can capture the strong bubble collapse, liquid jet, and associated deformation of a cell is lacking in the literature. In this work, numerical simulations are performed for the interaction between the spherical bubble and cell under an ultrasonic pulse condition including the effects of bubble collapsing jet and cell deformation. The cell is treated as a compressible liquid and two distance level-set functions are used for the bubble and cell interfaces. The conservation equations of mass and momentum are solved for compressible two-phase flows. The effects of acoustic amplitude and frequency and initial bubble-cell distance are investigated. The results show that cell deformation increases with increasing acoustic amplitude or decreasing frequency, and the distance between the bubble and cell is observed as an important parameter for cell deformation under the same ultrasound conditions. The present work can contribute to a safer and more efficient use of ultrasound in environmental and medical applications.
#초음파(Ultrasound) #미세기포(Microbubble) #액체 젯(Liquid jet) #세포 천공(Cell poration)

목차

1. 서론
2. 수치해석 방법
3. 결과 및 토의
4. 결론
References

참고문헌 (10)

참고문헌 신청
2019, Dollet, B., Marmottant, P. and Garbin, V., "Bubble Dynamics in Soft and Biological Matter," Annual Review of Fluid Mechanics, Vol.51, pp.331-355. google schola 2011, Kobayashi, K., Kodama, T. and Takahira, H., "Shock Wave-Bubble Interaction near Soft and Rigid Boundaries during Lithotripsy: Numerical Analysis by the Improved Ghost Fluid Method," Physics in Medicine & Biology, Vol.56, pp.6421-6440. google schola 2005, Gracewski, S.M., Miao, H. and Dalecki, D., "Ultrasonic Excitation of a Bubble near a Rigid or Deformable Sphere: Implications for Ultrasonically Induced Hemolysis," The Journal of the Acoustical Society of America, Vol.117, pp.1440-1447. google schola 2017, Guo, X., Cai, C., Xu, G., Yang, Y., Tu, J., Huang, P. and Zhang, D., "Interaction between Cavitation Microbubble and Cell: A Simulation of Sonoporation Using Boundary Element Method (BEM)," Ultrasonics Sonochemistry, Vol.39, pp.863-871. google schola 2019, Jeon, S. and Son, G., "Numerical Simulation of Antibubble Motion near a Wall," (in Korean) Korean Society for Computational Fluids Engineering, Vol.24, pp.18-24 google schola

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