PNP模型的正弦粗糙微通道幂律流体电渗流研究

发布时间：2017-12-05 01:34

  本文关键词：PNP模型的正弦粗糙微通道幂律流体电渗流研究

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【摘要】：针对正弦表面粗糙元对微通道内幂律流体电渗流(EOF)流动特性的影响,建立了二维平板粗糙微通道内幂律流体EOF的Poisson-Nernst-Planck(PNP)数学模型,采用有限元法耦合求解双电层(EDL)电势的Poisson方程、离子输运的Nernst-Planck方程、幂律流体流动的Cauchy动量方程以及本构方程。在对PNP模型验证之后,研究了正弦粗糙元高度、频率对幂律流体壁面EDL电势分布以及EOF流量的影响。模拟结果表明:正弦粗糙元对近壁面EDL电势、外加电场电势、EOF速度矢量分布有较大影响;粗糙元波谷处EDL电势随着粗糙元相对高度或频率的增加而增大,波峰处反之;幂律流体EOF流量随着粗糙元相对高度的增加而单调减小,随粗糙元频率的增加先减小后增大,且在粗糙元频率为2.2时EOF流量最小;特别地,流体幂律指数越小,其受粗糙元高度或频率的影响越大。
【作者单位】： 南昌大学机电工程学院;南昌大学信息工程学院;
【基金】：国家自然科学基金项目(11302095)资助
【分类号】：O35
【正文快照】： 电渗流(EOF)具有高效、流型扁平、易于控制和系统集成等诸多优点,被广泛应用于微流控系统中流体的输送[1]、混合反应[2]以及分离[3]等。随着生物芯片和芯片实验室技术的发展[4],对生物流体的操纵和分析具有广泛的应用前景。大部分的生物流体,如血液、蛋白质溶液、DNA溶液等都

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本文编号：1253122