…. grundläggande kunskap om vätske-dynamiken i maginnehållet är avgörande för att förstå och modellera nedbrytningen av livsmedelsstrukturer och den därav följande frisättningen av näringsämnen under matsmältningen. Ny avbildningsteknik har nyligen gjort det möjligt att in vivo visualisera olika gastriska funktioner; information som framgångsrikt har använts för att utveckla en ny generation in vitro-system som erbjuder unika möjligheter att analysera nedbrytningen av livsmedelsstrukturer under olika fysiologiska förhållanden . På grund av den mänskliga magens komplexa geometri och motilitet har det dock hittills inte varit möjligt att experimentellt karakterisera det lokala, momentana och tredimensionella beteendet hos gastriska flöden. Målet med detta arbete var att utveckla en CFD-modell (Computational Fluid Dynamic) i 3D för magens geometri och rörelsemönster under matsmältningen och att använda den för att analysera det lokala flödesbeteendet och rörelsen hos diskreta matpartiklar i förening med vätskor med olika reologiska egenskaper. Det finns ingen entydig beskrivning av den mänskliga magsäckens storlek eller form. Dess geometri varierar avsevärt mellan individer, och den påverkas också kontinuerligt av ett stort antal biologiska faktorer. På grundval av denna observation utvecklades en förenklad 3D-modell som kan återge den genomsnittliga dimensionen hos en mänsklig mage under den postprandiala perioden . Som framgår av figur 1 visar modellen magsäcken som ett J-format organ med en större krökning på 34 cm, en maximal tvärgående diameter på 10 cm, en pylorus sfinkterdiameter på 1,2 cm och en kapacitet på 0,9 L. Ferrua och Singh ger närmare upplysningar om modellens konstruktion och nätschema. Omedelbart efter att ha ätit gör en ”receptiv avslappning” av den proximala väggen det möjligt för magsäcken att ta emot och lagra den intagna måltiden utan en betydande ökning av trycket i magsäcken . Denna reaktion upprätthålls sedan av en ”adaptiv avslappning” som modulerar magsäckens tonus som svar på måltidens specifika egenskaper och som misstänks påverka fördelningen och tömningen av magsäcksinnehållet . Dessa reaktioner (kända som ”gastrisk ackommodation”) har analyserats i termer av övergripande förändringar i magvolymen , men ingen exakt karakterisering av deras dynamik har hittills publicerats. Ett annat motoriskt svar under den postprandiella perioden är utbredningen av en serie regelbundna peristaltiska kontraktionsvågor (ACW) med ökande amplitud. Dessa vågor, som har sitt ursprung vid platsen för den gastriska pacemakern och sprider sig mot pylorus, förväntas utveckla de intragastriska rörelser som främjar den kemiska och mekaniska upplösningen av matstrukturer och deras effekt på den gastriska tömningen av vätskor är för närvarande fortfarande omdiskuterad . Till skillnad från ”gastric accommodation” har dynamiken hos ACWs framgångsrikt karakteriserats med hjälp av avancerad MRT-teknik . Med utgångspunkt i den dynamik som Pal et al. har tillhandahållit för ACW:s utbredning simulerades ACW:s utbredning numeriskt genom att utveckla en algoritm som identifierade och förflyttade varje nod i beräkningsdomänen som en funktion av tiden. ACW:erna startade var 20:e sekund 15,1 cm från pylorus, de fortplantade sig med en konstant horisontell linjär hastighet på 0,23 cm.s-1, deras bredd antogs vara konstant och lika med 2,0 cm längs magsäckens mittlinje, och deras relativa ocklusion nådde ett värde på 80 % 1,5 cm från pylorus (fig. 2). Eftersom magsäcken modellerades som ett slutet och inkompressibelt flödessystem definierades en serie toniska sammandragningar för att säkerställa kontinuitet för att kompensera för den variation i magsäckens kapacitet som orsakas av ACW:erna. Dessa kontraktioner antogs deformera den proximala magsäcksväggen i omkrets, med procentsatser för kontraktion/expansion som ökade linjärt från 0 % (vid mitten av magsäcken) till ett tidsberoende maximalt värde på upp till 8 % (vid toppen av magsäcken). Vätskedynamiken i gastriska flöden antogs vara inkompressibel och laminär och modellerades genom att lösa kontinuitets- och momentbalanserna enligt ekvationerna 1 och 2, …