Aller au contenu principal
2026 article

Wall kinematics and pulsatile inertia in low-Reynolds-number alveolar chaotic mixing

0Citations signalées, ce qui n’est pas une note de qualité
2Institutions déclarées
1Pays d’affiliation déclarés

Rattachement africain : cn. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

The complex dynamics and chaotic behavior within pulmonary alveoli significantly influence particle deposition and transport. However, the mechanisms governing alveolar chaos and its specific effects on material transport remain poorly understood. This study establishes four distinct alveolar boundary conditions: fixed walls, self-similar expanding walls (including expandable and fixed ducts), and non-self-similar expanding walls to examine how various parameters affect chaotic alveolar flows. Using dynamic mode decomposition and Lagrangian particle tracking, we construct Poincaré maps to identify periodic points and, additionally, compute finite-time Lyapunov exponent (FTLE) ridges to provide supplementary visualization of Lagrangian stretching. The results demonstrate that increasing the Reynolds number enhances flow chaos, while expansion ratio has negligible impact. Increasing the Womersley number weakens chaotic mixing in alveolar flows. The Poincaré map exhibits distinct patterns: island structures dominate the alveolar central region, while chaotic seas characterize the periphery. Elliptical periodic points form the centers of islands, whereas hyperbolic periodic points and their manifolds are distributed throughout chaotic region. FTLE ridges also appear primarily within the chaotic region. Wall conditions significantly influence chaotic mixing by modifying the spatial distribution and quantity of periodic points. The saddle points in the velocity field are not as representative of chaos in alveolar flows as previously thought. The observed chaotic behavior promotes particle transport from chaotic regions into alveolar ducts, effectively transforming the alveolar cavity into an efficient mixer. These findings advance our fundamental understanding of dynamics in alveolar flow and provide a theoretical framework for optimizing scalar transport systems.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Wall kinematics and pulsatile inertia in low-Reynolds-number alveolar chaotic mixing
Date Crossref
01/02/2026
Éditeur
AIP Publishing
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Les institutions déclarées

Une affiliation ne permet pas de déduire la nationalité d’un auteur.

Les sujets associés

Inhalation and Respiratory Drug DeliveryNeonatal Respiratory Health ResearchMedical Imaging and Pathology Studies

BNTIC News n’est pas le producteur de ces données. Les publications sont interrogées à la demande dans Crossref, OpenAIRE, DOAJ, Europe PMC, HAL, DataCite, AfricArXiv, ROR et la Banque mondiale, sans clé d’accès. OpenAlex reste optionnel. Aucun service payant n’est nécessaire et aucune donnée externe n’est enregistrée en base. Consulter les sources et leurs limites.