考虑滑移边界的微通道内Oldroyd-B流体旋转电渗流数值模拟

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根据微尺度流动的特点,本文研究了考虑滑移边界条件的平行微通道内Oldroyd-B流体旋转电渗流(EOF)以及周期电渗流(AC EOF)。根据非线性泊松-玻尔兹曼方程得到了双电层(EDL)的电势分布,利用有限差分法,得到了流体旋转EOF速度剖面的数值解。分析了旋转雷诺数、电动宽度、电场频率、粘弹性参数和滑移参数对Oldroyd-B流体EOF微通道中速度、边界应力的影响。数值结果表明,滑移边界条件可以降低边界应力,促进流动的发展。对于考虑了滑移边界条件的的旋转周期电渗流动,速度和应力均呈现周期变化。与无周期旋转电渗流相比,周期旋转EOF x方向上的速度u在微通道壁面附近的振荡要大于微通道中心处,而y方向上的速度v则相反。数值结果表明,滑移边界条件可以极大地降低边界应力,促进流动的发展,旋转能够加快流体振荡频率并促进流体流动,弹性参数和旋转雷诺数会增加电渗流速度的振荡幅度、振荡频率,Weissenbergnumber会增大速度。速度剖面的变化在边界附近的薄EDL区域内最为显著。微通道中心部分在前两个周期内会呈现不规则变化,随后形成稳定的周期变化。EOF滑移边界条件的存在、电动宽度的增加则扩大了速度的振荡幅度。
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