The influence of wave form on peristaltic transport

Issue title: Special Issue for the Third International Congress of Biorheology. Dedicated to Maurice Joly

Article type: Research Article

Authors: Mahrenholtz, O.H.^a | Mank, M.G.^b | Zimmermann, R.U.^a

Affiliations: [a] Institut für Mechanik, Technische Universität Hannover, FR Germany | [b] Entwicklungsring Nord (ERNO), Bremen, FR Germany

Note: [] Accepted by: Editor Y.C.B. Fung

Abstract: Peristaltik tritt als physiologischer Pumpvorgang in verschiedenen Hohlorganen des Körpers auf. Es ist das Ziel dieses Beitrages, bestehende Modelle um den Einfluß unsymmetrischer Wellenformen, größ erer Amplitudenverhältnisse und höherer Reynoldszahlen zu erweitern. Hierzu sind theoretische und experimentelle Untersuchungen unter den Bedingungen ebener Stromung durchgeführt worden. Der theoretische Teil beruht auf einer Finite-Elemente-Näherung mit knotenlosen Druckvariablen unter Verwendung eines modifizierten Galerkin-Verfahrens. Der Versuchsstand besteht aus einem geraden Kanal mit flexiblem Boden, der durch ein Förderband, auf dem Nocken unterschiedlicher Höhe die Wellenform bilden, transversal bewegt wird. Volumenstrom, Förderhöhe und Druckverteilung sind abhängig von der Form der flexiblen Wandung gemessen worden. Bei niedrigen Reynoldszahlen besteht ein hohes Maß an Übereinstimmung zwischen Rechnung und Experiment. Es zeigt sich, daß eine Änderung der Wellenform einen starken Einfluß auf die Druckverläufe im Kanal hat. Jedoch übt die Wellenform zumindest für kleine Reynoldszahlen keinen nennenswerten Einfluß auf Förderhohe und Volumenstrom aus.

DOI: 10.3233/BIR-1978-155-623

Journal: Biorheology, vol. 15, no. 5-6, pp. 501-510, 1978