介电润湿驱动的数字微流体仿真研究

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本文在评论国内外数字微流体技术的研究现状的基础上,讨论了介电润湿理论、结构设计和系统集成设计技术。阐明了介电润湿系统中的流场与电场控制方程,利用数值模拟技术对系统的电场进行了分析与仿真。结果表明双电层对介电润湿系统的影响很小,液滴中的电场强度相对较小并随液滴的移动和形状的改变而不断变化,与电极接触的介电层受到变化电场的作用。在研究格子波尔兹曼算法的基础上,总结了瞬态仿真程序和稳态仿真程序的设计流程。仿真了液滴在初始状态时的稳态形状。研究了液滴在方波电压信号作用时的平均速度响应,结果表明方波电压宽度、上下极板间距和流固界面作用力强度对平均速度均有较大影响。对三种结构设计的对比仿真表明液滴形态变化和液滴驱动速度受结构设计的影响较大。
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