W/O液滴绕流微柱阵列的数值模拟研究

作     者：崔海航 冯换春 许琳 张鸿雁 

作者机构：西安建筑科技大学西安710055 西安有色冶金设计研究院西安710001 

基　　金：国家自然科学基金(21005058) 高等学校博士学科点专项科研基金(20106120120011) 陕西省教育厅专项科研计划项目(11JK0530) 

出 版 物：《应用力学学报》 (Chinese Journal of Applied Mechanics)

年 卷 期：2015年第32卷第1期

页      码：76-82,173-174页

摘      要：基于COMSOL Multiphysics 4.1层流两相流模型,通过数值模拟研究了连续相流速一定的情况下大接触角(?=160°)的油包水(W/O)液滴绕流微柱阵列的二维运动。通过相场方法考虑表面张力的影响,实现对油-水界面的追踪,获得了W/O液滴的运动状态,重点考查了液滴尺寸对运动特性的影响。模拟结果表明,初始尺寸不同的液滴变形后,长度上存在差异,但厚度基本一致,尺寸介于100?m^150?m液滴的运动速度与液滴尺寸无关。进一步研究了利用尖楔对液滴进行分割的过程,发现液滴脱离末端微柱时,其垂向位置高度与液滴尺寸密切相关,呈先线性增加后趋于定值的特点,利用这一预定位功能及尖楔结构可以获得尺寸可控的均匀子液滴。数值方法与已有实验结果基本一致,且可以很好地表现W/O液滴与微柱的相互作用,揭示液滴的流动细节和运动规律,为设计更为复杂的液滴微流控芯片提供了支撑。

主 题 词：液滴 微流控 数值模拟 微柱阵列 

学科分类：080704[080704] 08[工学] 0807[工学-电子信息类] 0805[工学-能源动力学] 0802[工学-机械学] 0801[工学-力学类] 

核心收录：

D　O　I：10.11776/cjam.32.01.a036

馆 藏 号：203258820...