具有粗糙壁面微管道内非牛顿流体的电渗/电磁流动
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:11562014
- 项目类别:地区科学基金项目
- 资助金额:42.0万
- 负责人:
- 依托单位:
- 学科分类:A0905.多相流、渗流与非牛顿流体力学
- 结题年份:2019
- 批准年份:2015
- 项目状态:已结题
- 起止时间:2016-01-01 至2019-12-31
- 项目参与者:丁兆东; 李凤琴; 李少峰; 张婷; 刁彩霞; 张永利; 赵波;
- 关键词:
项目摘要
Microfluidics means the fluid flow in a microchannel. It has many applications in physics, biology, medicine and chemistry. microfluidic devices are usually used to analyze biofluids, which are often solutions of long chain molecules which impart a non-Newtonian rheological behaviour. Many researchers have studied the electro-osmotic flows of non-Newtonian fluids in microchannel by imposed electrical field. However, with the increase of the strength of electrical field, the Joule heat effect becomes more obvious. In order to minimize the Joule heating effects, magnetic fields have been widely used to actuate the flow of microfluid. However, many theoretical works regarding to the influence of externally imposed magnetic fields need to be carried out in different micro-capillaries geometric domains. In fact, there are many roughnesses on surfaces of real channel walls, which are either incurred during the fabrication process or due to the adsorption of other species such as macromolecules. There small disturbances will affect the entire flow by penetrating itself into mainstream flow. The aim of the present study is to provide detailed analytical or numerical solutions both for EOF and magnetohydrodynamic velocity distributions of non-Newtonian fluids in a microchannel taking the wall roughness effects into account. Moreover, we will investigate the above flow under the case of rough curved microchannel. The dependence of velocity fields on several nondimensional parameters will be determined. The effect mechanism of corrugated walls on the EOF and magnetohydrodynamic flows will be revealed.
微流体力学是指微尺度管道内流体的流动问题,近年来它在物理、生物、医学和化学等多学科领域有着广泛的应用。微流体装置常被用来分析生物流体,这些流体大多是长链分子溶液,呈现出非牛顿流体的性质。用外加电场来驱动微管道中非牛顿流体的电渗流动已有部分学者在研究,但随着电场强度增加,将会产生较强的焦耳热效应。为了克服这一负面效应,最近人们提出通过外加磁场来研究微流体的输运过程,但此项技术的理论基础还很缺乏。同时,微流体管道在生产或操作过程中某些粒子会吸附到壁面上,不可避免地也会产生管道壁面粗糙度,它引起的微小扰动会渗入主流区而影响整个流动。本项目将通过理论分析和数值模拟,研究具有粗糙度微管道内非牛顿流体的电渗流动及电磁驱动流动,同时对具有粗糙壁面弯曲管道的情况进行研究。给出流场随相关参数的变化规律,揭示壁面粗糙度对电渗/电磁流动的影响机理。
结项摘要
微流体力学是指微尺度管道内流体的流动问题,近年来它在物理、生物、医学和化学等多学科领域有着广泛的应用。微流体装置常被用来分析生物流体,这些流体大多是长链分子溶液,呈现出非牛顿流体的性质。用外加电场来驱动微管道中非牛顿流体的电渗流动已有部分学者在研究,但随着电场强度增加,将会产生较强的焦耳热效应。为了克服这一负面效应,最近人们提出通过外加磁场来研究微流体的输运过程,但此项技术的理论基础还很缺乏。同时,微流体管道在生产或操作过程中某些粒子会吸附到壁面上,不可避免地也会产生管道壁面粗糙度,它引起的微小扰动会渗入主流区而影响整个流动。基于此,本项目首先开展了带有粗糙壁面的圆形和环形周期振荡的压力驱动下不可压缩粘性流体的流动研究,研究了无量纲的雷诺数、压力梯度振幅参数、壁面正弦粗糙度小振幅参数和反应粗糙度的正弦波波数对速度和体积流率的影响,另外,还研究了光滑壁面微管道中牛顿流体的旋转电渗流动(包括高电势的情况)。在此基础上,主要致力于研究带有壁面粗糙度的牛顿/非牛顿流体的电渗/电磁流动,分别研究了光滑壁面下非牛顿流体的电磁流动;带有壁面粗糙度的牛顿流体的电渗/电磁流动;带有壁面粗糙度的非牛顿流体的电渗/电磁流动,得到了相关的无量纲参数对流体运动的影响,分析了多场的耦合机理和规律。同时,还研究了非牛顿流体在微纳管道中电动流动。
项目成果
期刊论文数量(28)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
A new model equation for nonlinear Rossby waves and some of its solutions
非线性Rossby波的新模型方程及其一些解
- DOI:10.1016/j.physleta.2018.10.052
- 发表时间:2019-01
- 期刊:Physics Letters A
- 影响因子:2.6
- 作者:Liu Quansheng;Zhang Ruigang;Yang Liangui;Song Jian
- 通讯作者:Song Jian
微管道中纳米流体流动及热辐射
- DOI:10.13484/j.nmgdxxbzk.20180106
- 发表时间:2018
- 期刊:内蒙古大学学报(自然科学版)
- 影响因子:--
- 作者:谢凤华;刘全生;陈寒寒
- 通讯作者:陈寒寒
New model and dynamics of higher-dimensional nonlinear Rossby waves
高维非线性罗斯贝波的新模型和动力学
- DOI:10.1142/s0217984919503421
- 发表时间:2019
- 期刊:Modern Physics Letters B
- 影响因子:1.9
- 作者:Zhang Ruigang;Liu Quansheng;Yang Liangui
- 通讯作者:Yang Liangui
Fifth-order b-family Novikov (FObFN) model with pseudo-peakons and multi-peakons
具有伪峰值和多峰值的五阶 b 族诺维科夫 (FObFN) 模型
- DOI:10.1142/s0217984919502051
- 发表时间:2019-06
- 期刊:Modern Physics Letters B
- 影响因子:1.9
- 作者:Zhang Yufeng;Liu Quansheng;Qiao Zhijun
- 通讯作者:Qiao Zhijun
PDCD5调控的p53动力学分岔分析
- DOI:10.13484/j.nmgdxxbzk.20160601
- 发表时间:2016
- 期刊:内蒙古大学学报(自然科学版)
- 影响因子:--
- 作者:毕远宏;杨卓琴;刘全生
- 通讯作者:刘全生
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其他文献
胜利褐煤热解过程中结构演变及气体生成机理分析
- DOI:10.13225/j.cnki.jccs.2018.0514
- 发表时间:2019
- 期刊:煤炭学报
- 影响因子:--
- 作者:赵波庆;李娜;陈琛;史肃龙;班延鹏;宋银敏;何润霞;刘全生
- 通讯作者:刘全生
碳纳米管对水体有机污染物的吸附研究进展
- DOI:--
- 发表时间:--
- 期刊:化工新型材料
- 影响因子:--
- 作者:高静;徐殿斗;马玲玲;陈扬;刘全生
- 通讯作者:刘全生
完整Coriolis力作用下的二维非线性Rossby波
- DOI:--
- 发表时间:2017
- 期刊:地球物理学进展
- 影响因子:--
- 作者:尹晓军;杨联贵;刘全生;张瑞岗
- 通讯作者:张瑞岗
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- DOI:--
- 发表时间:2016
- 期刊:高校应用数学学报
- 影响因子:--
- 作者:尹晓军;杨联贵;刘全生;苏金梅;吴国荣
- 通讯作者:吴国荣
胜利褐煤热解气态产物生成规律的研究
- DOI:--
- 发表时间:2012
- 期刊:中国科技论文
- 影响因子:--
- 作者:周晨亮;刘全生;滕英跃;宋银敏;智科端;何润霞;李阳
- 通讯作者:李阳
其他文献
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