【摘 要】
：
惯性微流控技术是微流控技术的一个分支,在医学、生物等领域内的细胞及颗粒聚焦分离方面广泛应用。目前弯曲通道内二次流和惯性效应叠加的应用研究广受关注,其背后理论机理需要进一步深入探讨。本文在结合弯曲通道和直通道的微通道内,在Re=20～100条件下,利用粒子追踪（PT）数值方法研究添加障碍对升力和曳力竞争作用的影响。通过分析流场对颗粒作用力的变化,探讨无量纲参数Rf=FL/FD对多粒径颗粒惯性迁移行为
论文部分内容阅读
惯性微流控技术是微流控技术的一个分支,在医学、生物等领域内的细胞及颗粒聚焦分离方面广泛应用。目前弯曲通道内二次流和惯性效应叠加的应用研究广受关注,其背后理论机理需要进一步深入探讨。本文在结合弯曲通道和直通道的微通道内,在Re=20～100条件下,利用粒子追踪（PT）数值方法研究添加障碍对升力和曳力竞争作用的影响。通过分析流场对颗粒作用力的变化,探讨无量纲参数Rf=FL/FD对多粒径颗粒惯性迁移行为的预测作用。在Re=80条件下,在障碍D=40μm的0.5周期弯曲通道和直通道的微通道内,利用流固耦合（FSI）数值方法,研究颗粒-二次流相互耦合的行为（粒径a=8、15μm）。最后比较两种数值方法研究中,颗粒迁移轨迹的差异,研究质点颗粒和刚性颗粒周围流场结构,探究差异产生原因。研究结果表明,添加障碍后,流场对质点颗粒的FL量级显著增加,同时Rf的量级也随之增加。并且总体FD竞争作用更强的情况下,当通道内局部的Rf＞0.04时,颗粒聚焦宽度明显变窄,且颗粒位置在FD作用下发生偏移。即可以根据局部Rf和FD变化来预测颗粒惯性迁移行为,实现基于粒径的颗粒分选。颗粒-二次流耦合研究表明,颗粒直接破坏二次流对称性,且颗粒自转及二次流结构的非对称性随粒径的增加或二次流流场强度的增加而增加。对质点颗粒和刚性颗粒迁移行为研究表明,在颗粒-二次流流场中,刚性颗粒滞后于流场导致流场对颗粒的曳力减小、壁升力增加。这说明涡流的阻碍作用可以增强流场的惯性升力作用。以上研究有助于更深入了解惯性微流控中的二次流效应,以便设计更高效的惯性微流控芯片。
其他文献
飞机选型是航空公司最重要的战略规划工作,关系着航空公司的经济利益乃至生死存亡。目前的飞机选型工作量大,需要抽取大量典型航线,工作效率低,尤其是缺乏关于机型综合性能与典型航线运营适应性的量化匹配;主观性和不确定性大,未形成科学体系;故本文建立基于典型航线匹配性的飞机选型方法,通过抽取代表各细分市场的典型航线并于备选机型优化匹配,形成高效科学的飞机选型决策方法。具体研究内容包括:（1）基于改进K-me
传统锂离子电池内含有的有机电解液,使其存在燃烧、爆炸、漏液的安全隐患。使用固态电解质的固态锂离子电池被认为是下一代先进能源载体,有望从根本上解决传统锂离子电池的安全问题。其中,有机-无机复合固态电解质（CSSE）是非常有希望的候选材料,但其离子电导率较低。本文针对CSSE的低离子电导率的问题,通过空间电场排列技术对不同维度的无机填料进行了调控,使其在CSSE中能够有序分布,来改善其离子传输性能。主
滚动轴承是机械系统中的重要部件,其运行状态直接影响到机械系统的安全性。如何在信号处理的基础上构建合理有效的诊断模型以及监测分析滚动轴承的退化状态,已成为目前研究的重要方向,本文围绕滚动轴承的健康状态问题展开研究,将深度学习中的深度置信网络（Deep Belief Network,DBN）及卷积神经网络（Convolutional Neural Network,CNN）模型应用于滚动轴承故障诊断与性
近些年,随着国内机场航班量的不断增加和旅客选择飞机出行的人数增长,导致现行双流机场终端区进场飞行程序运行下的管制员工作负荷增加、航空器冲突频发和终端区环境污染等问题,直接影响了机场终端区的进场航空器运行效率。除了降低了旅客的服务质量,降低机场的运行效率,同时也造成了终端区二氧化碳等气体排放严重超标。目前,双流机场终端区现行的进场飞行程序已不能适应未来民航业的快速发展导致的航班量增加问题,对于进场程
轴向运动结构的振动问题始终是动力学领域上的重点课题之一。随着运动结构领域和功能复合材料领域的不断发展,功能复合材料运动结构在建筑、军事、航天、船舶、机械、汽车等领域中的应用日趋广泛。利用磁场调节功能梯度材料结构的振动,更加安全可靠。然而之前的研究,为了简化控制方程,经常会忽略功能梯度材料与磁场之间的耦合作用。本文将研究磁场作用下轴向运动功能梯度Timoshenko梁的振动问题。本文以磁场中轴向运动
轰燃是受限空间内火灾由局部发展为全局的重要标志。飞机货舱作为典型的受限空间,其内部大气压力低、通风条件差、可燃物种类多、火灾荷载大。一旦发生火灾,可燃烟气将迅速在顶部大量聚积,在较短的时间内发展至轰燃,严重威胁机上人员的生命财产安全。而且我国建有大量的高高原机场,高海拔低气压环境下的火行为、浮力作用、火焰结构均与常压下呈现出不同的特征,轰燃发生的临界条件也会有所差异。因此,开展低气压受限空间轰燃规
轴承作为机械运转的关键性部件运用于工程领域,其中滚动轴承因具备摩擦系数小、精度高、互换性好、不需繁琐供油润滑等系列优点得到广泛应用。目前轴承的寿命研究中,仅仅对轴承进行整体分析而忽略很多参数,对轴承圆度误差、摩擦系数、损伤磨损与裂纹萌生等疲劳寿命影响因素并未考虑,其所得结果远远大于实际寿命值,预测结果不够精准。本文基于履带车辆HMT行星轮系太阳轮轴轴承进行了以下的研究:（1）对赫兹接触理论中的接触
随着航空运输业的不断发展,飞机内饰材料的用量也相应增加,其中以客舱内座椅套为主的典型内饰材料一旦燃烧,在密闭受限的客舱空间内极易造成严重的人员伤亡和经济财产损失。因此,对民机用客舱座椅套进行阻燃处理具有重要意义。另外,商业化民机用座椅套阻燃剂存在环境污染、生物累积及释放有毒烟雾等健康和环境问题,开发高效可再生的新型阻燃剂已成为解决这些问题最有效的方式。植酸（Phytic Acid,PA）富含磷元素
民航运输业是我国经济建设的重要战略产业,也是构建现代社会交通运输网络的重要组成部分。为实现“十四五”民用航空发展规划中容量挖潜提升的重点工程目标,平行双跑道构型作为机场扩容增效的重要构型,在新建机场以及机场改扩建中得到广泛应用。相较于传统的单跑道构型机场,平行双跑道构型下的机场应急救援面临更加复杂的情况。机场消防救援是机场安全运行的重要任务。机场消防站作为机场救援的主体,进行合理的机场消防站布局有