… základní znalosti o dynamice tekutin v žaludku jsou rozhodující pro pochopení a modelování rozkladu struktur potravy a následného uvolňování živin během trávení. Nové zobrazovací technologie nedávno umožnily in-vivo vizualizaci různých funkcí žaludku ; informace, které byly úspěšně využity k vývoji nové generace in vitro systémů, které nabízejí jedinečné možnosti analýzy rozkladu potravinových struktur za různých fyziologických podmínek . Vzhledem ke složité geometrii a motilitě lidského žaludku však dosud nebylo možné experimentálně charakterizovat lokální, okamžité a trojrozměrné chování žaludečních toků. Cílem této práce bylo vyvinout trojrozměrný výpočetní model dynamiky tekutin (CFD) geometrie a motility žaludku během trávení a použít jej k analýze lokálního chování toku a pohybu diskrétních částic potravy ve spojení s tekutinami různých reologických vlastností. Neexistuje žádný jedinečný popis velikosti nebo tvaru lidského žaludku. Jeho geometrie se mezi jednotlivci výrazně liší a je také neustále ovlivňována velkým počtem biologických faktorů . Na základě tohoto pozorování byl vyvinut zjednodušený trojrozměrný model, který je schopen reprodukovat průměrný rozměr lidského žaludku v postprandiálním období . Jak ukazuje obr. 1, model znázorňuje žaludek jako orgán ve tvaru písmene „J“ s větším zakřivením 34 cm, maximálním příčným průměrem 10 cm, průměrem svěrače pyloru 1,2 cm a objemem 0,9 l. Podrobnosti týkající se konstrukce a schématu sítě modelu uvádějí Ferrua a Singh . Bezprostředně po jídle dochází k „receptivní relaxaci“ proximální stěny, která umožňuje žaludku přijmout a uložit požité jídlo bez výrazného zvýšení žaludečního tlaku . Tato reakce je pak udržována „adaptivní relaxací“, která moduluje žaludeční tonus v reakci na specifické vlastnosti jídla , a předpokládá se, že ovlivňuje distribuci a vyprazdňování žaludečního obsahu . Tyto reakce (známé jako „žaludeční akomodace“) byly analyzovány z hlediska celkových změn žaludečního objemu , ale dosud nebyla publikována přesná charakteristika jejich dynamiky. Další motorickou odpovědí během postprandiálního období je šíření série pravidelných vln peristaltických kontrakcí (ACW) se zvyšující se amplitudou. Předpokládá se, že tyto vlny, které vznikají v místě žaludečního pacemakeru a šíří se směrem k pyloru, rozvíjejí intragastrické pohyby, které podporují chemickou a mechanickou dezintegraci struktur potravy, a jejich vliv na vyprazdňování žaludečních tekutin je v současné době stále diskutován . Na rozdíl od „žaludeční akomodace“ byla dynamika ACW úspěšně charakterizována pomocí pokročilých technik MRI . Na základě dynamiky ACWs poskytnuté Palem et al. bylo šíření ACWs numericky simulováno vyvinutím algoritmu, který identifikoval a přemisťoval každý uzel výpočetní oblasti v závislosti na čase. Konkrétně byly ACW iniciovány každých 20 s ve vzdálenosti 15,1 cm od pyloru, šířily se konstantní horizontální lineární rychlostí 0,23 cm.s-1 , jejich šířka se předpokládala konstantní a rovna 2,0 cm podél osy žaludku a jejich relativní okluze dosáhla hodnoty 80 % ve vzdálenosti 1,5 cm od pyloru (obr. 2). Protože žaludek byl modelován jako uzavřený a nestlačitelný systém proudění, byla pro zajištění kontinuity definována řada tonických kontrakcí, které kompenzují změny kapacity žaludku způsobené ACW. Předpokládalo se, že tyto kontrakce obvodově deformují proximální stěnu žaludku s procenty kontrakce/expanze, která se lineárně zvyšovala od 0 % (ve středu těla) do časově závislé maximální hodnoty až 8 % (v horní části fundu). Dynamika proudění tekutin v žaludku byla považována za nestlačitelnou a laminární a byla modelována řešením bilancí kontinuity a hybnosti daných rovnicemi 1 a 2, …
.