基于离子浓差极化的微纳流控电动富集方法仿真研究

来源 :第十届全国流体力学学术会议 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wxtncxmmm
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  离子选择性输运导致的离子浓差极化现象(ICP)与微纳流控技术的结合为生物分子检测、离子分离和海水淡化等许多领域的问题提供了新的解决方案,也为传统ICP问题的研究提供了新的技术平台。我们通过数值求解离子、带电粒子和溶剂流体的耦合输运方程来深入研究微纳通道中带电粒子的捕获和预富集机理,对同离子和反离子的动力学的差异性、粒子富集造成的离子强度变化、以及第二类电渗流引起的泵效应等进行了分析。
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文针对特定型号的空腔外形,开展了亚、跨、超声速下,前后缘被动降噪措施对于空腔流动的降噪效果的CFD研究。研究的降噪措施包括前缘锯齿板,前缘穿孔板和后壁面倾斜角的改变。本文的结果中不仅展示了空腔内内部近场噪声总声压级的降噪效果对比,还同时通过对不同降噪构型与基本构型的流场对比,揭示了不同降噪措施的降噪机理。
本文采用耗散粒子动力学(DPD:dissipative particle dynamics)方法研究了在不同振荡剪切流下的液滴变形情况.DPD是由分子动力学模拟发展而来的一种粗粒化的方法.与分子动力学模拟相比,DPD方法能模拟更大的空间与时间尺度,从而减小计算量.
毛细管微流控芯片广泛应用于球形颗粒的合成。我们设计和发展了基于多重毛细管结构的微流控芯片,通过复合液滴微流控的方法控制合成一类非球形微颗粒。采用流动聚焦方式,此芯片能够实现两种分散相溶液的同轴流动,并破裂生成核壳式液滴。
在Debye-Hückcl近似下,本文给出了平行板微管道中PTT流体的流向势和电动能量转换效率的解析解。我们应用了简化的PTT模型,该模型考虑了线性化的应力系数方程;并讨论了流体流变学和压力梯度对流向势和电动能量转换效率的影响。
液滴在固体表面铺展是一种常见的界面现象,在镀层、冷却过程、退湿以及超疏水材料方面有着广泛的应用。当液滴在光滑的固体表面铺展时,液滴铺展半径以及接触角与铺展时间呈幂指数关系。而当液体在粗糙的固体表面运动时,液滴的铺展速度将增加。最近的研究发现,单一微粒可以诱导液膜宏观接触线的加速运动。
近年来,微流体控制技术逐渐引起人们的广泛关注,许多学者针对各种不同类型的微通道给予了广泛关注和研究。流体流经L-型微通道,如:空气流经人体肺部、血液在血管中的流动等,广泛存在于日常生活领域。
微通道内气一液两相流要求深入了解界面现象和微流体动力学对流动的影响。传统的润滑理论对气泡驱动超薄液膜在微管中的形成与液膜厚度的演化过程并未考虑到管壁界面表面能的影响。实际上,当微管壁具有较强的疏水性且微流的毛细数较小时,超薄液膜很难形成或形成后很容易破裂。
本文基于非Darcy模型利用高阶紧致有限体积法数值模拟了在倾斜均匀磁场作用下三维各向异性多孔介质内非牛顿纳米流体支撑液膜的Buoyancy-Marangoni对流与传热传质过程。以羧甲基壳聚糖包覆CuO胶体为支撑液膜的基质,着重分析了液膜厚度、磁场倾斜角度、Rayleigh数、Marangoni数、以及Hartmann数对液膜流动以及传热传质速率的影响。
本文针对一个内部充满LiCl除湿液的多孔纤维材料,多孔纤维材料具有各向异性,左壁面气体保持高温高湿度,右壁面保持低温低湿度,左右壁面为只允许水蒸气分子透过的PUA-1膜,其他壁面为绝热不可渗透。
0.5-5um的细微颗粒的分选在生物工程、环境工程和材料工程中有些广泛的应用.由于颗粒直径小,利用J赓陛力来进行细微颗粒的分选已经非常困难.根据对悬浮在流体中的细微颗粒的受力分析,0.5-5um细微颗粒与流体间的主要滑移机制为热泳,布朗扩散和惯性迁移却是处于次要地位,为此利用热泳来对细微颗粒进行分选.