用于描述大脑间隙空间中流体流动和质量传输的简化模型

《AIChE Journal?AIChE》：A reduced-order model for fluid flow and mass transport in the interstitial space of the brain

脑间质空间孔隙介质流动研究，提出基于片层厚度与隧道直径比值的降阶模型，涵盖两无量纲参数确定的流动主导范围，并建立物种传输简化模型，验证计算效率与准确性。

　　

摘要

脑间质空间的形态特征表现为相邻细胞之间的“层状结构”以及多个细胞交汇处形成的“隧道结构”。存在三种不同的长度尺度：层状结构的厚度、隧道的直径以及它们各自的延伸范围。利用这些长度尺度之间的差异，我们开发了一种用于这种特殊多孔介质中流动的简化模型。该模型采用渐近方法进行构建，其中关键小参数为层状结构厚度与隧道直径的比值。第三个长度尺度引入了一个无量纲参数，用于区分隧道流动和层状流动在整体间质流速中的主导地位。该模型能够覆盖这两个极端情况之间的整个范围，并且与文献中的结果相比能够给出合理的流动预测，同时计算成本大大降低。此外，还提出了简化后的物种质量传输模型，表明由流动引起的对流有助于缓慢扩散物种的传输。

利益冲突声明

作者声明不存在任何利益冲突。