用晶格玻爾茲曼方法研究癌細(xì)胞在血液中的擴(kuò)散行為.pdf

1、 密 級(jí) 桂林電子科技大學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文 題目: 用晶格玻爾茲曼方法研究癌細(xì)胞在血液中的擴(kuò) 用晶格玻爾茲曼方法研究癌細(xì)胞在血液中的擴(kuò)散行為 散行為 （英文 英文） Study on the diffusion behavior of cancer cells in the blood by the lattice Boltzmann method

2、研 究 生 學(xué) 號(hào): 1310201010 研 究 生 姓 名: 蔣燕華 指導(dǎo)教師姓名、職務(wù) 指導(dǎo)教師姓名、職務(wù): 李華兵 教授 申 請(qǐng) 學(xué) 位 門 類: 工學(xué)碩士 學(xué) 科、專 科、專 業(yè) 名 稱: 材料科學(xué)與工程

3、 提 交 論 文 日 期: 2016 年 04 月 論 文 答 辯 日 期: 2016 年 06 月 摘 要 摘 要 進(jìn)入 21 世紀(jì)后，隨著生活環(huán)境的惡化以及生活方式的改變，世界范圍內(nèi)，癌癥的患病率不僅沒(méi)能得到有效控制，反而有呈現(xiàn)年輕化的趨勢(shì)。青少年過(guò)量的吸煙、飲酒等不良生活習(xí)慣以及生活、 工作壓力加劇是其癌癥發(fā)病率增加的主要原因

4、。 癌癥對(duì)人體身心健康的危害不言而喻， 我們必須加大對(duì)其的研究力度， 以求能找到治愈或控制癌癥的有效方法。 作為引起癌癥的病原體， 癌細(xì)胞很早就引起醫(yī)學(xué)家以及學(xué)者們的關(guān)注了，正是由于癌細(xì)胞的無(wú)限增殖和擴(kuò)散，導(dǎo)致了癌癥無(wú)法徹底治愈。因此，開(kāi)展癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移的相關(guān)研究是非常必要的， 而晶格玻爾茲曼方法 （LBM） 為我們研究癌細(xì)胞在血液中的擴(kuò)散行為提供了一種新的思路和方法。 作為一種新的數(shù)值方法， 晶格玻爾茲曼方法由于其具有物理圖像清晰、 邊界

5、條件易處理、 模型穩(wěn)定性高以及適合大規(guī)模的并行計(jì)算等優(yōu)點(diǎn)， 而被廣泛應(yīng)用于研究血液流、微觀滲流等復(fù)雜物理問(wèn)題。微血管是癌細(xì)胞發(fā)生轉(zhuǎn)移的主要場(chǎng)所，即血行轉(zhuǎn)移。本文主要基于 D2Q9 的晶格玻爾茲曼方法， 將微血管和癌細(xì)胞模型化， 以研究癌細(xì)胞擴(kuò)散轉(zhuǎn)移時(shí)特有的力學(xué)行為，為今后的抗癌治癌在理論上提供一定的參考。 本文主要從以下幾個(gè)方面展開(kāi)我們的研究： 1.LBM 方法理論的驗(yàn)證， 以管道中的泊松流為研究對(duì)象， 用宏觀方程 （N-S 方程)首先

6、將流體速度公式推導(dǎo)出來(lái)，然后用 LBM 方法對(duì)研究對(duì)象建模并通過(guò) C++程序?qū)崿F(xiàn)計(jì)算，最后對(duì)比分析以檢驗(yàn) LBM 方法的有效性和可行性。 2.基于 LBM 方法， 建立單粒子沉降模型， 并分別采用動(dòng)量交換法、 張量積分法、改進(jìn)的動(dòng)量交換法模擬計(jì)算其在沉降過(guò)程中力學(xué)參數(shù)的變化,以此來(lái)探索粒子沉降時(shí)的物理規(guī)律。 并能比較出這三種計(jì)算方法的優(yōu)劣， 為后續(xù)的模擬研究選擇出最佳的計(jì)算方法。 3.基于 LBM 方法，建立多粒子的錐形管模型，模擬血液