【摘 要】
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近年来基于化学和生物分析的微型系统受到广泛的关注.在这些微型系统中常常使用生物流体,而这些生物流体多数为粘弹性非牛顿流体,具有复杂的模型和流变行为,可以用简化的Phan-Thien-Tanner（PTT）模型描述.本文对高Zeta势下平行微管道内单层和两层流体系统的流动及传热特性进行研究.对单层流体系统,其中充满导电的粘弹性流体,用PTT模型本构方程来描述,在压力、电场力和磁场力混合驱动下流动.对
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近年来基于化学和生物分析的微型系统受到广泛的关注.在这些微型系统中常常使用生物流体,而这些生物流体多数为粘弹性非牛顿流体,具有复杂的模型和流变行为,可以用简化的Phan-Thien-Tanner（PTT）模型描述.本文对高Zeta势下平行微管道内单层和两层流体系统的流动及传热特性进行研究.对单层流体系统,其中充满导电的粘弹性流体,用PTT模型本构方程来描述,在压力、电场力和磁场力混合驱动下流动.对两层流体系统,下层流体为电解质溶液,可视为牛顿流体,在压力、电场力和磁场力混合作用下流动;上层流体为不导电的粘弹性流体,利用PTT模型本构方程来描述,在下层流体对其的界面粘性剪切力拖拽下流动.对这两类流体系统,利用有限差分法求解非线性Poisson-Boltzmann方程得到电势分布的数值解;通过求解Cauchy动量方程、连续性方程、能量方程、PTT模型本构方程,给出速度、体积流量、温度和熵产分布的数值解.通过数值模拟得到的结果表明:（1）两类流体系统中流体速度随着Zeta势的增加而增大;（2）随着Zeta势的增加,两层流体系统中流体温度呈现明显上升趋势,而单层系统的温度变化趋势主要与微通道几何形状有关;（3）对于两层流体系统,外加磁场的Hartmann数超过一定范围时会阻碍流体流动;（4）在两类流体系统中施加逆压力梯度能够促进流体流动,施加正压力梯度会阻碍流体流动.
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