The influence of flap inclination angle on fluid transport at ciliated walls
The influence of flap inclination angle on fluid transport at ciliated walls
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皮瓣倾斜角对纤毛壁流体输送的影响
DOI：
10.1088/0960-1317/27/1/015007
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发表时间：
2017
影响因子：
2.3
通讯作者：
U. Schnakenberg
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
A. Rockenbach;U. Schnakenberg
为了优化墙壁上的流体流动，研究人员转向了人工纤毛，以模拟它们像鞭子一样的超时间行波的推进力。最近，我们开发了一种气动驱动的微膜装置，它在一排空腔上的膜上有几排长襟翼，位置偏离中心，很像栉栉细胞的梳状排。由于对襟翼倾角如何影响此类装置壁面附近的流体输运知之甚少，本文采用基于FEM-FVM（有限元法-有限体积法）的组合模拟方法，对倾角为0、20、30和45的襟翼倾角进行了详细的建模和实验研究。实验结果与FEM-FVM模拟结果吻合较好。襟翼倾角小于20时存在反塑性流体输运，大于20时存在辛流体输运。综上所述，襟翼倾角对流体的输运方向和速度有决定性的影响。
In optimizing fluid flow at walls, research has turned to artificial cilia to mimic the propulsion of their whip-like beat of a metachronal traveling wave. Recently we developed a pneumatically actuated micro-membrane device which has rows of long flaps positioned off-center on membranes over a row of cavities, much like the comb row of a ctenophore. As little is known about how the flap inclination angle influences the fluid transport near the wall of such devices, this paper presents a detailed modeling and experimental investigation of this question using combined FEM-FVM (finite element method-finite volume method)-based simulations for inclination angles of 0, 20, 30, and 45. The experimental results agree well with those of the FEM-FVM simulations. Antiplectic fluid transport was observed for flap inclination angles lower than 20 whereas symplectic fluid transport was determined for those higher than 20. In conclusion, the inclination angle of the flaps decisively affects the fluid transport direction and velocity.
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DOI：
10.1088/0960-1317/25/12/125009
发表时间：
2015-10
影响因子：
2.3
作者：
A. Rockenbach;V. Mikulich;C. Brücker;U. Schnakenberg
通讯作者：
A. Rockenbach;V. Mikulich;C. Brücker;U. Schnakenberg
影响因子：
3.7
作者：
BLAKE, J
通讯作者：
BLAKE, J
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DOI：
--
发表时间：
1993
期刊：
影响因子：
--
作者：
D. Barlow;M. Sleigh;R. J. White
通讯作者：
R. J. White
影响因子：
8.6
作者：
Goldstein, Raymond E.;Polin, Marco;Tuval, Idan
通讯作者：
Tuval, Idan
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影响因子：
2.4
作者：
John Blake
通讯作者：
John Blake