나선형 마이크로 조직체의 수동력학적 저항 및 이동계수 계산에 관한 연구

김윤제; 김선철; 배윤영

Korean Journal of Rheology, Vol.7, No.2, 101-109, August, 1995

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나선형 마이크로 조직체의 수동력학적 저항 및 이동계수 계산에 관한 연구

A Calculation of Hydrodynamic Resistivity and Mobility Coefficients for Screw-sensed Microstructural Particles

김윤제, 김선철, 배윤영

초록

아주 작은 Reynolds수 조건하의 나선형 미세입자가 갖는 저항 및 이동계수를 계산하는 일반적인 방법을 논하였다. 이러한 문제의 해를 구하기 위해서는 입자의 중심선을 따라 분포되어 있는 Stokeslet으로 수식화된 유동장을 필요로 한다. 입자에 작용하는 수동력학적 힘과 토오크는 이러한 stokeslet의 적분에 의하여 구할 수 있는 데, 유동 특성에 따라 2계 이상의 텐서에 비례한다. Johnson에 의하여 유도된 적분 방정식은LU-분해법을 사용하여 해를 구하였다. 해석 결과의 정확성은 침상체를 모델로 하여 Brenner의 엄밀해와 비교하였으며, 일치된 결과를 얻었다.

A general method for computing the resistance and mobility matrices for a screw-sensed micrcstructal particle, under the condition of vanishingly small Reynolds number, is presented. The solution of this problem requires the formulation of flowfield in terms of stokeslets distribution along the particle centerline. The integral equation found by Johnson is solved by using LU-decomposition method. The accuracy of the method is illustrated by comparing with the analytical formulas by Brenner for a slender needle, and shows good agreement.

Keywords:Slender body theory;screw-sensed filament;stokeslets;resistance tensors

[References]

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[13] Jeffery GB, Proc. Roy. Soc. A, 102, 161 (1922)