基于MHD微流控驱动技术的理论研究

被引量 : 0次 | 上传用户:edwardeternity
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
微流控技术研究是当今世界的前沿科技领域之一,如何高效的驱动微流道中的流体是其发展的关键,现阶段常用的驱动力有压力、电场力、表面张力等。其中,磁流体动力学(magnetohydrodynamics,MHD)驱动是基于导电液体在电磁场中受到洛伦兹力而发生运动状态变化的一种技术,因其具有结构简单、可双向泵浦以及操作电压低等独特优点而得到关注。现阶段对于MHD驱动的研究方式主要是科学实验,因其涉及电场、磁场以及流场的多物理场耦合,数值仿真分析难度较大,相关研究也较少。为了进一步研究和应用MHD驱动技术,对其的数值仿真分析成为现阶段迫切需要解决的问题。本课题以微流控驱动技术中MHD驱动作为研究对象,完成了基本理论分析,通过数值仿真软件建立了不同尺度、不同流道构型的物理模型,经过求解计算得出流道内电场、磁场、流场等相关物理参量的分布,解决了其内部电磁场分布抽象、不易理解的难点,同时对仿真结果的合理、正确性给予验证,为MHD驱动技术在微流控中的进一步发展应用提供了有力的辅助和验证手段。本文首先分析了MHD驱动技术的基本理论,以经典流体力学理论和经典电磁学理论推导了在理想条件下的数学模型,得到在直流和交流MHD驱动下流体的受力方程以及电场、磁场、流场三者之间的数学关系表达式。其次利用Comsol Multiphysics软件对直流MHD驱动进行了数值仿真,通过建立物理模型、设置参数及求值运算得出流道内电场、磁场以及流场的分布情况,得到在不同电压的流体速度。仿真结果表明在直流8V、磁场强度0.5T下流体速度为0.8mm/s,通过与所引用的实验数据对比,直流8~14V的实验数据与仿真值较为吻合,从而验证了数值仿真解决方案的有效性以及仿真结果的正确性。最后以MHD驱动技术在微流控器件中的应用为研究对象,选择在微流控器件设计中常见的两种流道:矩形流道和梯形流道,建立微米量级的物理模型,对物理模型的电场、磁场以及流场等相关参量进行了研究。
其他文献
目的研究经皮冠状动脉介入治疗(PCI)术后冠心病患者实施延续性护理形式的护理效果及依从性。方法选择80例我院冠心病患者,纳入时间为2018年1月~2019年1月,采用奇偶法将其分为
<正>复旦大学附属中山医院骨科将于2015年4月21日至26日举办第一届上海中山骨科论坛学术周,本次学术周设立脊柱、关节、创伤、关节镜四个学习班。4月22日由中山医院骨科主任
旅游型城镇指以非农业人口为主,具有一定规模工商业和自然、人文、生态、养生等资源的建制镇,既承担居民日常生产生活功能,又在旅游大格局中扮演休闲胜地角色,双重职能决定了
2017年,中国零售业在经历了实体零售转型之后,转型成效良好,经营方面呈回稳向好态势。零售企业多业态、跨领域发展,线上线下深度融合,经营边界逐渐弱化,与此同时,坚持以推进
针对传统等值附盐密度(盐密)测量方法的局限性,结合现有的光纤技术,开发了一套绝缘子盐密在线监测系统。通过对光纤通路中光功率衰减与光传感器表面附着盐分、环境温度、相对湿度
目的评价老鹳草素(geraniin,Ge)对实验性骨质疏松症的影响并探讨其初步作用机制.方法用维甲酸建立大鼠骨质疏松模型,观察Ge 20 mg/kg灌胃给药1周后对骨质疏松相关指标的影响.
<正>0引言机器人作为一种综合性的高技术产品,不仅在提高生产率,减轻或代替工人单调、繁重的体力劳动和有危险的工作,提高设备利用率、产品质量和减少废品等方面起到了不可代
传统教学方法下,依靠学生背单词掌握词汇的方法不仅不利于学生对英语词汇的学习理解,也会引起学生对英语词汇的恐慌和反感。以语篇教学为主的词汇教学能够将高中英语词汇运用
选择体重55kg左右的杜长大三元杂种猪600头,随机分为3组,每组200头,每组设4个重复,每个重复50头,3组猪分别饲养在3个相同的猪舍中,对照组仅利用门窗进行自然通风,试验1组采用负
味觉作为一种感官知觉,具有独特的审美功能,而这点常为国内外许多美学原理及理论著作所忽视。本文在前人相关研究基础上,全面运用了中西美学比较的方法,旨在揭示味觉审美的原