مدل‌سازي رياضي غشا سلولي كروي تحت تنش هيدرواستاتيك و ميدان گرما

Mathematical modeling of spherical cell membranes under hydrostatic stress and heat field

در اين مقاله اثرات اندازه به وسيله نظريه گراديان كرنش بر غشا سلولي كروي تحت فشار هيدرواستاتيك و ميدان گرما بررسي مي­شود. دو پارامتر مهم و مؤثر بر كنام سلولي، نيروهاي مكانيكي و ميدان­هاي گرما هستند. ميدان‌هاي گرما و مكانيكي وارد بر سلول در صنايع غذايي براي غيرفعال كردن ميكروارگانيسم‌ها استفاده مي‌شوند. معادلات حاكم با استفاده از اصل كمينه انرژي پتانسيل به دست مي‌آيند و در نهايت معادلات حاكم به روش عددي حل مي‌شوند. تأثير پارامترهاي اندازه، ميدان گرما و فشار هيدرواستاتيك مورد بررسي قرار مي‌گيرند. نتايج به دست آمده نشان مي­دهند كه اثرات اندازه، قابل صرف‌نظر كردن نيستند و خواص سخت‌ترشوندگي نسبت به نظريه كلاسيك پيش‌بيني مي‌شود. در ضمن ميدان گرما و فشار هيدرواستاتيك باعث افزايش جابجايي­ها مي‌شود. نتايج اين تحقيق مي‌تواند براي صنايع غذايي و مهندسي بافت استفاده گردد.

In this paper, the effects of size on spherical cell membrane under hydrostatic pressure and heat field are investigated using strain gradient theory. Two most important parameters related to the cellular niche are mechanical forces and thermal fields. Thermal and mechanical fields affecting the cell are used in the food industry to inactivate microorganisms. The governing equations are obtained using the minimum potential energy principle and finally the governing equations are solved numerically. The effect of size parameters, heat field and hydrostatic pressure were investigated. The results indicate that the effects of small-sale cannot be ignored and predict the hardening properties compared to classical theory. In addition, increasing the heat field and hydrostatic pressure increases the displacement. The results of this research can be used for food industry and tissue engineering.