A mechanika áramlástani feladatai között sajátos helyet foglal el egy olyan probléma, amikor az
áramló közegben viszonylag nagyméretű szemcsék helyezkednek el. Ezen szemcsék egymással
és áramló közeget határoló fallal való kapcsolata visszahat magára az áramló közegre, bonyolult
kölcsönhatást teremtve a rendszer egyes elemei között. A természet sok ilyen jelenséget ismer
(ilyen például a folyóban zajló jégtáblák vagy egyes lavinák mozgása, stb.), ezek közül élettani
jelentősége miatt számunkra kiemelkedően fontos az emberi artériákban mozgó vörösvértestek
egymásra illetve az ér falára gyakorolt erőtani kölcsönhatásainak elemzése.
A feladat vizsgálatához önmagában sem a kontinuummechanikai alapú áramlástani vizsgálat,
sem az önálló, diszkrét elemeket modellező mechanikai elvek nem elegendőek, olyan
különleges modellt kell tehát létrehozni, mely képes egyesíteni mindkét leírásmód előnyeit a
feladat megoldásának érdekében. A témát megoldó kutatónak az alábbi kérdésekre kell választ
adnia:
- Hogyan írható le az áramló közegbe helyezett szemcsék hatása az analitikus
feladatmegfogalmazásnál a szemcseméret növelésének függvényében?
- Hogyan hozható létre olyan numerikus algoritmus, amely alkalmas a kombinált feladat
(kontinuum + diszkrét elemes halmaz) jól kezelhető megoldására?
A modell alkalmazhatóságának vizsgálata során ki kell térni:
A peremfeltételek hatásának vizsgálatára.
Az áramlási sebesség hatásának vizsgálatára.
A szemcseméret változtatásának hatáselemzésére.
A szemcsesűrűség növelésének hatáselemzésére.
A modell alkalmazhatóságát különböző típusú feladatok elemzésére kell elvégezni:
o artériás véráramlás modellezésére (ez az elsődleges feladat), továbbá
o lavina modellezésére, illetve
o jégtáblák áramlásának modellezésére.
Meg kell oldani a szemcsemozgás következtében a peremekre ható erők számítását,
és elemezni kell a peremerők változását befolyásoló paramétereket:
o szemcseméret,
o szemcsesűrűség,
o áramlási sebesség,
o a perem geometriájának hatása.