氣泡誘導式和周期電滲流微混合器的機理研究.pdf

1、微納米裝備廣泛應用于航空航天、生命科學、健康保健、汽車工業(yè)、仿生機器人和家用電器等領域。微混合器是微納米裝備的重要組成部分。主動式微混合器具有混合時間短、混合距離短、可選擇性大、適于極低雷諾數(shù)等優(yōu)點，已成為當今世界研究的熱點之一。但迄今還缺乏有效的理論指導和簡單結(jié)構(gòu)存在混合效率低等問題，本文采用FLUENT和COMSOL Multiphysics軟件分別對氣泡誘導式和周期電滲流主動式微混合器進行深入研究，通過數(shù)值模擬與實驗對比，進一步優(yōu)

2、化混合性能，揭示不同參數(shù)對混合效果的影響規(guī)律，為有關主動式微混合器的優(yōu)化和設計奠定了理論基礎。
　　 采用多物理場耦合軟件COMSOL Multiphysics對周期電滲流主動式微混合器的實驗設計進行開拓研究，探討直流電場場強、相位差、收縮截面長度對混合效率的影響。結(jié)果表明:當收縮截面較長時，相位差對混合效率的影響較大，而收縮截面較短時，相位差對混合效率的影響較小;當給定一個最優(yōu)的相位差時，較低的直流電場場強和較長的收縮截面長度

3、將顯著提高混合效率。
　　 基于拉格朗日函數(shù)的結(jié)構(gòu)特點而不是其用于求條件極值的應用，提出一種預測周期電滲流微混合的數(shù)學模型，分別采用數(shù)值模擬和實驗數(shù)據(jù)，對模型進行了分析驗證，證實了這種方法可以用于多變量關系的預測和參數(shù)優(yōu)化，對相關微流體裝置和微分析系統(tǒng)的優(yōu)化設計具有指導作用和實際參考價值。
　　 對于氣泡誘導式微混合器，以微直通道中氣泡形成理論為基礎，結(jié)合速度脈動和微通道中障礙物的思想，提出一種促進微直通道中流體混合的方