Static response of deformable microchannels: a comparative modelling study
Static response of deformable microchannels: a comparative modelling study
复制标题
可变形微通道的静态响应：比较建模研究
DOI：
10.1088/1361-648x/aaa226
复制
发表时间：
2018
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Christov, Ivan C
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Shidhore, Tanmay C;Christov, Ivan C
我们提出了微通道中流体-结构相互作用的比较模型研究。通过基于板理论和低雷诺数流动润滑近似的数学分析，推导了具有薄厚变形顶壁的长浅微通道的流量-压降关系模型。这些关系在全三维双向耦合流固耦合模拟中得到了验证。三种类型的微通道，代表不同的弹性制度，并已实验表征以前，被选择作为基准，我们的理论和模拟。在大多数情况下，预测、模拟和实测的流量-压降关系都符合得很好。所进行的数值模拟也使我们能够仔细检查微通道在任何横截面上的顶壁变形曲线，显示出与理论的良好一致性。具体而言，证实了长浅微通道中跨向位移与流动变形解耦的预测，并验证了预测的最大位移随动水压力、各种材料和几何参数的标度。
We present a comparative modelling study of fluid–structure interactions in microchannels. Through a mathematical analysis based on plate theory and the lubrication approximation for low-Reynolds-number flow, we derive models for the flow rate-pressure drop relation for long shallow microchannels with both thin and thick deformable top walls. These relations are tested against full three-dimensional two-way-coupled fluid–structure interaction simulations. Three types of microchannels, representing different elasticity regimes and having been experimentally characterized previously, are chosen as benchmarks for our theory and simulations. Good agreement is found in most cases for the predicted, simulated and measured flow rate-pressure drop relationships. The numerical simulations performed allow us to also carefully examine the deformation profile of the top wall of the microchannel in any cross section, showing good agreement with the theory. Specifically, the prediction that span-wise displacement in a long shallow microchannel decouples from the flow-wise deformation is confirmed, and the predicted scaling of the maximum displacement with the hydrodynamic pressure and the various material and geometric parameters is validated.
登录
查看更多内容
DOI：
--
发表时间：
2008
期刊：
影响因子：
--
作者：
W. Jackson
通讯作者：
W. Jackson
影响因子：
4.6
作者：
Chakraborty, Debadi;Prakash, J. Ravi;Yeo, Leslie
通讯作者：
Yeo, Leslie
DOI：
--
发表时间：
--
期刊：
Mathematical Modelling and Numerical Analysis
影响因子：
--
作者：
S. Zhang
通讯作者：
S. Zhang
书评：Peter Howell、Gregory Kozyreff、John Ockendon，《应用固体力学》。
DOI：
--
发表时间：
2009
期刊：
影响因子：
--
作者：
K. Naumenko
通讯作者：
K. Naumenko
Theranos 现象：承诺与谬误
影响因子：
6.8
作者：
E. Diamandis
通讯作者：
E. Diamandis