近日，我院2023级硕士研究生吴意豪在格子玻尔兹曼方法生物流体建模方面取得新进展，相关研究成果以“Lattice Boltzmann modeling of individual and collective cell dynamics in the presence of fluid flows”为题发表在《Physics of Fluids》（流体物理学，PoF）。该期刊创建于1958年，致力于发表原创理论、计算和实验贡献，以了解气体、液体和复杂或多相流体的动力学，是美国物理联合会AIP旗下、中科院分区物理类流体与等离子体领域一区的期刊。
在工程流体动力学及生物医学工程领域，细胞与流体的相互作用一直是研究热点。细胞的流变学行为深刻影响着疾病诊断、药物研发、组织工程等关键领域。本工作扩展了玻尔兹曼方程，使之能够定量刻画细胞运动和变形以及流体流动的特性。通过采用格子玻尔兹曼方法计算求解，使所开发的模拟工具兼具良好的计算效率与数值稳定性。这项工作揭示了细胞物理特性和流体条件对多细胞系统流变学特性的显著影响。该研究还阐明了入流驱动下多细胞聚集体形态演变机制，包括细胞形变与空腔形成规律。这些发现为理解细胞与流体环境间的相互作用提供了新的视角，也可为生物医学工程中的细胞培养、药物筛选等应用提供理论支持，还可为促进医工交叉提供思路。
论文第一作者吴意豪，原为我院2019级机械工程专业本科生，于2023年保送为我院学术硕士研究生，导师为孙东科教授。
论文链接：https://doi.org/10.1063/5.0231067