检索结果-南通市图书馆

平行板微通道中一类不可压缩微极性流体在高Zeta势下的时间周期电渗流

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物理学报 2024年

作者：于欣如崔继峰陈小刚慕江勇乔煜然内蒙古工业大学理学院

在高Zeta势下，研究平行板微通道中一类不可压缩微极性流体的时间周期电渗流. 在不使用Debye-Hückel线性近似条件下，利用有限差分法数值求解非线性Poisson-Boltzmann方程和不可压缩微极性流体的连续性方程、动量方程、角动量方程及本... 详细信息

在高Zeta势下，研究平行板微通道中一类不可压缩微极性流体的时间周期电渗流. 在不使用Debye-Hückel线性近似条件下，利用有限差分法数值求解非线性Poisson-Boltzmann方程和不可压缩微极性流体的连续性方程、动量方程、角动量方程及本构方程，在低Zeta势下将所得结果与使用Debye-Hückel线性近似得到的解析解比较，证明本文数值方法是可行的；讨论高Zeta势下电动宽度m、电振荡频率Ω、微极性参数k1等无量纲参数对不可压缩微极性流体的速度和微旋转效应的影响. 研究表明：（1）随着Zeta势的增大，微极性流体的速度、微旋转、体积流量、微旋强度以及剪切应力增大，说明与低Zeta势相比，高Zeta势对微极性流体电渗流有显著的促进作用. （2）在高Zeta势下，随着微极性参数的增大，微极性流体的速度减小，但是对微旋转效应呈现先增强后减弱的趋势. （3）在高Zeta势下，当电振荡频率较低（小于1）时，电动宽度的增大促进微极性流体的流动，但抑制它的微旋转；当电振荡频率较高（大于1）时，电动宽度的增大抑制微极性流体的流动及微旋转，但促进体积流量快速增大并趋于恒定.（4）在高Zeta势下，当电振荡频率较低（小于1）时，微极性流体电渗流速度和微旋转随着电振荡频率的变化呈现明显的振荡变化趋势，但是速度和微旋转的峰值、体积流量及微旋强度均保持不变；当电振荡频率较高（大于1）时，随着电振荡频率的增大，微极性流体电渗流速度和微旋转的幅值减小，体积流量及微旋强度减小直至趋于零.（5）在高Zeta势下，壁面剪切应力σ21及σ12的幅值随电动宽度的增大而增大；当电振荡频率较低（小于1）时，壁面剪切应力σ21与σ12不随电振荡频率的增大而变化，均取恒定值，且微极性参数的取值不影响壁面剪切应力σ21的幅值；当电振荡频率较高（大于1）时，壁面剪切应力σ21及σ12的幅值随电振荡频率的增大而减小，且壁面剪切应力σ21的幅值随着微极性参数的增大而减小，而壁面剪切应力σ12的振幅随着微极性参数的增大而线性减小.

关键词：微极性流体高Zeta势电渗流平行板微通道有限差分法

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U型毛细管电极电渗流数值模拟研究

传感器与微系统 2024年第2期43卷 29-32页

作者：李江涛张祥雷孙健张东相宁辉李子瑞温州大学机电工程学院浙江温州325035 河北工业大学机械工程学院天津300401 丹东百特仪器有限公司辽宁丹东118009

为研究U型毛细管电极内电渗流(EOF)对微纳米颗粒表面Zeta电位测量结果的影响,以U型毛细管电极为基础,通过数值仿真分析了毛细管电极内部EOF启动机制及高频交变电压对其抑制机理。结果表明,当毛细管电极施加直流电压,壁面EOF在管壁面压... 详细信息

为研究U型毛细管电极内电渗流(EOF)对微纳米颗粒表面Zeta电位测量结果的影响,以U型毛细管电极为基础,通过数值仿真分析了毛细管电极内部EOF启动机制及高频交变电压对其抑制机理。结果表明,当毛细管电极施加直流电压,壁面EOF在管壁面压力梯度作用下产生回流,启动时间为毫秒(ms)级别。当施加高频交变电压时,高频率交变电场阻碍了EOF的启动,在壁面处产生局部振荡流。随着频率的增加,毛细管EOF受到抑制作用更为强烈。相比其他波形,三角波电压对EOF具备较好的抑制作用,局部振荡流的幅度范围更小。研究对颗粒Zeta电位检测和微流控电动流动的精准控制具有借鉴意义。

关键词：封闭毛细管电渗流交变电场

离子选择性系统PAA聚合物粘弹性电解质电渗流

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应用化工 2022年第S1期51卷 118-122,127页

作者：张来吕卓遥张志浩杜昌隆李捷武汉理工大学船海与能源动力工程学院湖北武汉430063

采用有限体积法求解微米尺度下离子选择性系统粘弹性电解质电渗流并对该数值方法进行验证。依据聚丙烯酰胺(Polyacrylamide, PAA)聚合物浓度给出粘弹性流体特征参数,分析聚合物浓度和外加电势对系统离子分布、流速及离子电流密度的影响... 详细信息

采用有限体积法求解微米尺度下离子选择性系统粘弹性电解质电渗流并对该数值方法进行验证。依据聚丙烯酰胺(Polyacrylamide, PAA)聚合物浓度给出粘弹性流体特征参数,分析聚合物浓度和外加电势对系统离子分布、流速及离子电流密度的影响。结果表明聚合物粘弹性电解质相对牛顿流体电解质可大幅降低系统流速,有效提升系统的稳定性并降低选择性表面的离子通量;在选择性表面离子通量相同时,相对于牛顿流体,聚合物溶液可以使阳离子更稳定地通过或沉积在选择性表面。

关键词：离子选择性系统粘弹性流体 PAA聚合物溶液电渗流

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电渗流泵的机理分析

东南大学学报（自然科学版） 2003年第3期33卷 307-311页

作者：仲武陈云飞庄苹东南大学机械工程系南京210096

以实现CPU的温度控制、提高微流体的流动速度为目标 ,对电渗流的机理进行了分析 .应用无网格算法对Laplace方程、Poisson Boltzmann方程、Navier Stokes方程进行数值求解 ,得到的数值仿真结果与解析近似解吻合较好 .对微直管内的微流体... 详细信息

以实现CPU的温度控制、提高微流体的流动速度为目标 ,对电渗流的机理进行了分析 .应用无网格算法对Laplace方程、Poisson Boltzmann方程、Navier Stokes方程进行数值求解 ,得到的数值仿真结果与解析近似解吻合较好 .对微直管内的微流体的流动进行了仿真 ,再现了微流体流动的驱动过程 ,并讨论了微流体的流动速度与外加垂直电场的电势和ζ电势的相关性 .本文的数学模型不仅可以仿真几何形状简单的微直管内微流体的驱动过程 ,也可仿真几何形状复杂、ζ电势较大条件下的微直管内微流体的流动。

关键词：电渗流纳维-司托克斯方程无网格算法

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微扩张管道内幂律流体非定常电渗流动

物理学报 2016年第3期65卷 154-166页

作者：段娟陈耀钦朱庆勇中山大学工学院力学系广东省消防科学技术重点实验室广州510006

研究了电渗驱动下幂律流体在有限长微扩张管道内非稳态流动特性.基于Ostwald-de Wael幂律模型,采用高精度紧致差分离散二维Poisson-Nernst-Planck方程及修正的Cauchy动量方程,数值模拟了初始及稳态时刻微扩张管道内幂律流体电渗流流场... 详细信息

研究了电渗驱动下幂律流体在有限长微扩张管道内非稳态流动特性.基于Ostwald-de Wael幂律模型,采用高精度紧致差分离散二维Poisson-Nernst-Planck方程及修正的Cauchy动量方程,数值模拟了初始及稳态时刻微扩张管道内幂律流体电渗流流场分布情况,研究了管道截面改变对幂律流体无量纲剪切应变率及无量纲表观黏度的影响,以及无量纲表观黏度对拟塑性流体与胀流型流体流速分布的影响.数值模拟结果显示,当扩张角和无量纲电动宽度一定时,电场驱动下的幂律流体在近壁区域速度响应都很快;初始时刻,近壁处表观黏度的变化受到剪切应变率变化的影响,从而影响了三种幂律流体速度峰值的分布,出现拟塑性流体流速在扩张段上游及扩张段近壁处速度峰值均为幂律流体中最大、而在扩张段下游三种幂律流体速度峰值相近的现象;稳态时刻,幂律流体速度剖面呈现塞型分布,且满足连续性条件下,幂律流体流速随扩张管半径增大而减小,牛顿流体流动规律与宏观尺度下流动规律相同;初始时刻,在相同电动宽度、不同壁面电势作用下,幂律流体在扩张管近壁处剪切应变率分布的差异导致表观黏度分布的差异,并最终导致拟塑性流体与胀流型流体流速分布的差异.

关键词：微扩张管幂律流体电渗流表观黏度

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矩形微流道内电渗流影响因素的数值模拟

机械工程学报 2007年第3期43卷 37-42页

作者：张鹏左春柽周德义吉林大学机械科学与工程学院长春130022 吉林大学生物与农业工程学院长春130022

针对电渗泵的设计参数优化问题,建立电渗驱动流的数学模型,应用有限控制容积法对矩形流道断面上双电层场和速度场的耦合控制方程进行数值求解。详尽分析流道断面深宽比、流道当量直径、电解质溶液浓度和外加电场强度对电势、速度和流量... 详细信息

针对电渗泵的设计参数优化问题,建立电渗驱动流的数学模型,应用有限控制容积法对矩形流道断面上双电层场和速度场的耦合控制方程进行数值求解。详尽分析流道断面深宽比、流道当量直径、电解质溶液浓度和外加电场强度对电势、速度和流量的影响,并给出电渗流量和平均速度与影响因素之间的拟合公式。仿真结果表明:流量随流道深宽比的增大而减小,当流道深宽比为1时,流量最小;流量随流道当量直径的平方增加;平均速度与电解质溶液浓度和外加电场强度有关、与流道深宽比和当量直径的大小基本无关。

关键词：电渗流影响因素有限控制容积法矩形微流道数值模拟

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三维矩形微通道内电渗流动与换热的LB模拟

工程热物理学报 2019年第3期40卷 621-628页

作者：李天富胡沛罗小平易红亮哈尔滨工业大学能源科学与工程学院哈尔滨150001 杭州杭氧股份有限公司石化工程公司单元室杭州310004

采用一体化的格子Boltzmann方法(LBM)对三维矩形微通道内的电渗流动换热问题进行了模拟,获得了NP模型和PB模型下微通道截面的电势分布、无量纲速度分布及温度分布,分别与D-H近似解及解析解对比以验证正确性及精度。进一步对比分析了不... 详细信息

采用一体化的格子Boltzmann方法(LBM)对三维矩形微通道内的电渗流动换热问题进行了模拟,获得了NP模型和PB模型下微通道截面的电势分布、无量纲速度分布及温度分布,分别与D-H近似解及解析解对比以验证正确性及精度。进一步对比分析了不同模型下壁面异质电势正电荷分布并模拟了三维壁面异质电势分布微通道内的电渗对流换热问题,结果表明PB模型描述电势场具有较大局限性,而电势分布情况对微通道内的流动模式与对流传热具有明显的影响。

关键词：电渗流 Nernst-Plank模型格子Boltzmann方法壁面异质电势对流换热

应用四甲基氢氧化铵控制电渗流的毛细管电泳方法分离多沙唑嗪及其中间体的对映体

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色谱 2007年第4期25卷 478-481页

作者：成禹杉杨晓兰余瑜重庆医科大学药物化学与生物材料研究室重庆400016

建立了毛细管电泳手性分离多沙唑嗪中间体对映体的方法,并同时分离了多沙唑嗪对映体。考察了不同种类季铵盐对电渗流及分离的影响,其中四甲基氢氧化铵(TMB)能有效控制电渗流并提高组分的分离度。实验还考察了其他因素,如pH值、分离电压... 详细信息

建立了毛细管电泳手性分离多沙唑嗪中间体对映体的方法,并同时分离了多沙唑嗪对映体。考察了不同种类季铵盐对电渗流及分离的影响,其中四甲基氢氧化铵(TMB)能有效控制电渗流并提高组分的分离度。实验还考察了其他因素,如pH值、分离电压和磷酸二氢钠浓度对分离的影响。所用的毛细管为40cm(有效长度30cm)×50μm,缓冲液为12mmol/Lβ-环糊精、30mmol/L TMB、60mmol/L磷酸二氢钠(pH2.2),分离电压为20kV。在此条件下多沙唑嗪及其中间体的对映体均达到了基线分离。实验结果表明,一些用β-环糊精不能完全分离的对映体通过加入TMB控制电渗流能达到满意的分离效果。

关键词：毛细管电泳法电渗流四甲基氢氧化铵多沙唑嗪及其中间体对映体分离

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一种直接测定微流控芯片电渗流速度的新方法

色谱 2007年第5期25卷 690-693页

作者：孙悦沈志滨曾常青广东药学院中药学院广东广州510006

随着微芯片技术的成熟,越来越迫切地需要有一个准确而简洁的电渗流速度的检测方法。根据荧光物质罗丹明123(Rh123)在不同pH缓冲溶液中迁移时间的变化,推导出Rh123在pH9和10条件下分别有中性分子存在,而中性分子的移动速度等于电渗流速度... 详细信息

随着微芯片技术的成熟,越来越迫切地需要有一个准确而简洁的电渗流速度的检测方法。根据荧光物质罗丹明123(Rh123)在不同pH缓冲溶液中迁移时间的变化,推导出Rh123在pH9和10条件下分别有中性分子存在,而中性分子的移动速度等于电渗流速度,因此建立了直接以Rh123中性分子为标记物测定电渗流速度的方法。通过直接检测Rh123中性分子的迁移时间,计算得出所用玻璃微流控芯片在pH9.3和pH10.1的电渗流速度为3.9×10-4cm2/(s.V)和4.1×10-4cm2/(s.V),与经典方法对照无明显差异。

关键词：电渗流微流控芯片罗丹明123