微流道内粒子浓度对惯性迁移运动的影响

来源 :西安理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wxgaihxx
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
惯性效应广泛应用于微流控芯片中的颗粒操控,实现颗粒的分离、聚焦、混合等操作。带惯性迁移的微流动中,粒子受到了沿主流动方向拖拽力,从而加速至和周围流体同样的速度,同时在垂直于主流动方向惯性升力的作用下横向迁移至动力学意义上的平衡位置。现利用Ansys fluent有限元软件对颗粒在微通道内的惯性效应进行数值模拟,采用Euler-Lagrange法对菱形微管道内的颗粒进行数值模拟,该模型将液相作为连续相,将固相颗粒作为离散相。在Euler坐标下考察流体相的运动,在Lagrange坐标下考察颗粒群的运动,即颗粒群轨道模型。得出粒子在菱形微通道内惯性迁移的状态及发生迁移的时间,并且探讨颗粒迁移状况与浓度之问的关系。  本文通过前置软件gambit进行三维模型、仿真条件的建立,通过比较与分析低颗粒浓度(第一次仿真)与高颗粒浓度(第二次仿真)的颗粒分布情况,总结出颗粒的迁移状态和微管道内颗粒浓度的关系。颗粒在微管道中受到FB(浮力)、FD(流体对颗粒的曳力)、FG(重力),FL(惯性升力),FV(虚拟质量力),FC(颗粒之间的碰撞力)。其中对惯性效应起主导作用的是惯性升力。本文主要利用Fluent内的离散相模型(DPM)来分析粒子的轨迹,并且得到粒子在微流体惯性力的作用下侧向聚焦的的位置,由于DPM模型未考虑粒子在流体内的惯性力作用,必须利用UDF自定义惯性力及相关参数。  研究表明,在较少颗粒数目情况下,迁移现象明显并且迁移状态稳定;在连续加载颗粒情况下,随着颗粒浓度的增加,颗粒的迁移运动越来越不明显,距离平衡位置越远的颗粒迁移速度越快。
其他文献
在研究对比粗煤泥分选技术浮选、重介选矿、跳汰、螺旋分选机以及国外分选粗煤泥技术 Teetered bed 基础上,设计制造了水介流化床分选机。通过对水介流化床分选机内煤颗粒的受
视觉为机器人提供了丰富的外界信息,在不需要传感器(视觉传感器除外)以及物体无任何接触的情况下,可以达到对环境和目标的识别。机器人如何根据所获得的图像信息精确并实时地获
高速工业平缝机由多组平面机构组成,在高速条件下运行时,由铰链间隙产生的振动、噪声、磨损等问题严重影响了整机的缝制性能。本文以GC6720型高速工业平缝机的送布机构和挑线刺
科学发展观是以人为本、全面协调可持续的发展观.学习实践科学发展观,要求我们用科学发展观来审视和指导企业人力资源管理,实现企业人力资源管理的科学发展.
发展城市轨道交通尤其是地铁交通是目前解决我国大中型城市交通问题的一个重要举措。建立一个符合我国国情和中国乘客行为特性的地铁交通客流模型,对城市轨道交通服务体系的智
期刊
海底油气水平管道连接器是深海油气管道系统应用广泛的一种快速连接装置,能够快速、准确地进行连接。水平管道连接器适用于各种软管的连接,经过多年的研究与发展,国外已经形
中国陶瓷在没有进入工业化之前,总体上展现浪漫抒情的设计风格,而宋代强调科学性、逻辑性与技术性的理性设计方式,为中国陶瓷注入更加严谨、精致的设计方向,也形成了具有理性
燃油系统是车辆的重要组成部分,具有接受、存储燃料并供给发动机,将未燃烧的燃料回收至油箱,同时控制燃油蒸汽排放的作用。其结构和性能直接影响车辆的安全性和排放水平,不合理的
掘进机是一种综合掘进设备,在煤矿、隧道、地铁等施工现场应用广泛。其主要由截割机构、回转机构、运输机构、行走机构、冷却喷雾系统等组成,具有截割、行走、装运、喷雾灭尘等