晁侃
- 作品数：16 被引量：16H指数：2
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- 非对称电极交流电渗微泵流体驱动研究被引量：3
- 2011年
- 通过非对称电极等效电路的理论模型获得了交流电渗流微泵的流速计算公式;分析结果和数值仿真具有较好的一致性,从而验证了该模型的正确性。等效电路的理论模型为非对称电极交流电渗流微泵的研究提供了有效的理论分析方法。
- 陈波晁侃吴健康
- 关键词：微泵等效电路
- 亚微米/纳米通道电渗流及控制被引量：2
- 2008年
- 通过联立分析双电层泊松-玻兹曼方程、液体流动纳维-斯托克斯方程,以及外加基电压-通道-液体耦合系统电场方程,获得了外加基电压调控下的亚微米/纳米通道电渗流的解析解.分析了固-液界面Zeta电位随外加基电压的响应,得到电渗流速度与外加基电压的关系特性.进一步研究了控制外加基电压以控制电渗流的方法,实时调控电渗流以满足增大输送的溶液流量、反向流动、多溶液混合等输送要求.
- 龚磊吴健康王蕾晁侃
- 关键词：电渗流双电层ZETA电位
- 微通道离散电极调控电渗流数值模拟研究
- 在通道壁面垂直施加一个调控电场可以改变双电层电荷密度和ZETA电位势，实现对电渗流的调控。采用电场POISSON 方程、动量守恒的NAVIER-STOKES 方程、电解质离子输运的NERNST-PLANCK方程和液体混合...
- 晁侃陈波吴健康
- 关键词：双电层
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- 非线性及粒子空间效应对交流电渗流泵的影响
- 2011年
- 在交流电渗流(ACEO)泵的研究中,一般采用Debye-Huckel(D-H)线性近似法。但该方法只在电压很小时才成立,这和实际情况不符;此外,交流电渗流泵在大电压、高频率下的反向流现象也不能由D-H近似法给出正确的预测。当电压较大时,一般采用非线性的Poisson-Boltzmann(P-B)模型。但是,P-B模型也无法对交流电渗流泵在大电压、高频率下的反向流现象进行预测。在P-B模型中,溶液粒子被当作一个空间点,忽略了粒子间的相互作用以及粒子本身的空间体积效应。实际的粒子都有一定的空间体积,当电压较大、溶液浓度较高时,粒子的空间体积不应被忽略。由于粒子的空间体积,通过引入粒子空间效应对P-B模型进行修正后,给出了交流电渗流泵在较大电压下的数值模型,并对交流电渗流泵在较大电压下的高频率反向流现象进行了成功的预测。
- 陈波晁侃吴健康
- 关键词：等效电路
- 行波电渗流微泵的数值模拟和微泵流量影响参数研究
- 2012年
- 采用耦合的Poisson-Nernst-Planck(PNP)方程和Navier-Stokes(NS)方程,研究二维狭窄微通道行波电场电渗流数值解。将计算结果与普遍采用的滑移边界近似解进行了比较。结果表明:在边界滑移模型适用的范围内,两种算法具有较好的一致性,从而验证了耦合PNP方程算法的正确性;当双电层厚度较大、行波信号幅值较大时,采用耦合PNP方程更为合理。
- 陈波晁侃吴健康
- 关键词：NS方程
- 异质材料微流体通道电渗流热效应
- 2009年
- 本文对玻璃和聚二甲基硅氧烷(PDMS)材料制作的微流控芯片电渗流焦耳热效应进行数值研究。采用双电层的Poisson-Boltzmann方程,液体运动的Navier-Stokes方程和液-固耦合系统的热传导方程研究二维微通道电渗流的温度特性。研究发现:由于材料属性的差别,温度场和速度场在微通道断面存在不均匀性。微通道表面的温升会降低双电层的电荷密度。热效应会对电渗流速度场产生影响,并诱导压强梯度和改变外电场在微通道的变化特征。
- 晁侃吴健康龚磊王蕾
- 关键词：微流控芯片微通道电渗流
- 调控双电层和电渗流数值研究
- <正>在通道壁面垂直施加一个调控电场可以改变双电层电荷密度和zeta电位势,实现对电渗流的调控。采用电场Poisson方程、动量守恒的Navier-Stokes方程、电解质离子输运的Nernst-Planck方程和液体混...
- 陈波晁侃吴健康
- 关键词：双电层
- 文献传递
- 微流控系统调控电渗流和热效应数值研究
- 流动控制技术是微流控系统原理功能分析和优化设计的重要关键问题之一。由于微流控器件尺寸的缩小而引发的流动尺度效应，液-固界面电场力，流场-电场-温度场-离子运动多物理场耦合等效应，使得微流控系统流动现象与宏观系统有很大不同...
- 晁侃
- 关键词：流体力学流固耦合位阻效应
- 微通道周期流动电位势及电粘性效应被引量：8
- 2008年
- 求解了双电层的Poisson-Boltzmann方程和流体运动的Navier-Stokes方程,得到在周期压差作用下,二维微通道的周期流动电位势,流动诱导电场和液体流动速度的解析解.量纲分析表明,流体电粘性力与以下3个参数有关:1)电粘性数,它表示定常流动时,通道最大电粘性力与压力梯度的比;2)形状函数,它表示电粘性力在通道横截面的分布形态;3)耦合系数,它表示电粘性力的振幅衰减特征和相位差.分析结果表明,微通道周期流动诱导电场、流动速度与频率Reynolds数有关.在频率Reynolds数小于1时,流动诱导电场随频率Reynolds数变化很慢.在频率Reynolds数大于1时,流动诱导电场随频率Reynolds数的增加快速衰减.在通道宽度与双电层厚度比值较小情况下,电粘性效应对周期流动速度和流动诱导电场有重要影响.
- 龚磊吴健康王蕾晁侃
- 异质材料有限长微通道电渗流热效应
- 2010年
- 采用数值方法,分析有限长PDMS/玻璃微通道电渗流热效应.数值求解双电层的Poisson-Boltzm ann方程,液体流动的Navier-Stokes方程和流-固耦合的热输运方程,分析二维微通道电渗流的温度特性.考虑温度变化对流体特性(介电系数、粘度、热和电传导率)的反馈效应.数值结果表明,在通道进口附近有一段热发展长度,这里的流动速度、温度、压强和电场快速变化,然后趋向到一个稳定状态.在高电场和厚芯片的情况下,热发展长度可以占据相当一部分的微通道.电渗流稳定态温度随外加电场和芯片厚度的增加而升高.由于壁面材料的热特性差异,在稳定态时的PDMS壁面温度比玻璃壁面温度高.研究还发现在微通道的纵向和横向截面有温度变化.壁面温升降低双电层电荷密度.微通道纵向温度变化诱发流体压强梯度和改变微通道电场特性.微通道进流温度不改变热稳定态的温度和热发展长度.
- 晁侃吴健康陈波
- 关键词：微通道双电层电渗流
