先验证为类器官培养设计的无细胞芯片
器官芯片的药物研究需要控制培养环境，而流场模拟可以帮助选择几何和灌流条件。葡萄牙米尼奥大学（University of Minho）等团队用颗粒追踪检验计算流体模型，比较芯片内的流动路径和速度分布。
装置由 聚二甲基硅氧烷（polydimethylsiloxane，PDMS） 与玻璃组成，设计上有 4 个平行培养腔，可容纳组织模型。本次验证时，腔内没有细胞或类器官；团队用血液类似流体中的颗粒显示流动，再检查数值模型是否能复现它们的运动。
这类验证首先针对装置内的速度分布。模型后续可以用于器官芯片参数设计，但实际组织的耗氧、形变和药物反应，还需要分别获得实验依据。
高速成像提供颗粒路径与速度
血液类似流体采用表面活性剂水溶液，具有记录的密度和黏度，并提供可追踪的微粒。注射泵驱动流体通过芯片，高速相机以每秒 3,000 帧采集图像；分析在多个高度选取清晰聚焦的颗粒。
团队用 ImageJ 及 MTrackJ 手动跟踪插件记录颗粒在连续图像中的位置，以位移和帧间时间计算速度。主要定量比较使用 600 μL/min 的泵流量，在一个培养腔不同高度测量；装置的对称性用于选择比较区域。
入口和两处分叉另进行路径比较。336、1,000、1,500 和 2,000 μL/min 用于观察流量改变后的流动形态，并没有全部开展同样的定量速度验证。
网格与流动假设分别检查
数值模拟用 Ansys Fluent 求解流动。团队比较 3 级网格，单元数分别为 156,372、325,068 和 683,370，并以网格收敛指数（grid convergence index，GCI）检查离散化误差。
进一步加密后，GCI 从约 0.32% 降到 0.04%，速度结果变化已较小。研究选用 325,068 个单元的中等网格开展后续模拟。这个过程检查的是网格稳定性，不能替代模拟与实验之间的比较。
流体采用单相模型，芯片壁按刚性、无滑移处理，入口速度对应实验泵流量，出口为零表压。团队同时测试层流与一种湍流模型，检查高流量下模型选择是否改变主要速度结果。
入口可有回流，培养腔速度近似抛物线
在 600 μL/min 下，模拟与实验都显示入口处的回流区域，而颗粒在两处分叉逐步与主流方向一致。较低的 336 μL/min 没有明显入口涡流，随着流量增加，入口回流更明显。
培养腔内不同高度的速度形成近似抛物线分布，靠近壁面较低，中间较高。模拟与实测总体吻合，但中心区域实验速度略高；作者指出，高速颗粒的运动模糊会降低手动追踪的准确性。
层流与湍流计算的速度曲线相近，比较没有检出显著差别。研究因此继续在这一几何与测试范围下采用层流假设。入口局部回流与下游层流可以同时存在。
支架附近的氧分布仍停留在模拟分析
流场对照完成后，团队在计算中加入水凝胶组织支架，并将其近似为固体。不同雷诺数下，支架上侧的速度和剪切力较高，侧面的速度和剪切力较低。这里观察的是模型中的空间分布。
氧运输模拟分别检查底部、中部和上部位置。较低位置以扩散为主，氧分布较对称；上部受到流动影响，对流更明显。流量改变也会改变模拟中到达支架的氧浓度。
作者明确说明，本次只验证了速度场，下一步计划测量溶解氧，再与瞬态模拟比较。因此，该工作提供的是器官芯片流动质量的实验依据，以及尚待验证的供氧分析。