數(shù)值模擬微通道中液滴的非對稱分斷.pdf

1、微流體技術是利用尺寸在10到100微米的管道制備和加工微液滴(10-9到10-18升)的一門科學技術。與傳統(tǒng)液滴技術相比，微流體技術有許多優(yōu)點和極少數(shù)的缺點。近二十年間，微流體技術發(fā)展迅速，各種各樣的微設備以及相關應用被學者們設計和開發(fā)出來。例如在化學合成、生物監(jiān)測等領域。
　　液滴微流體技術作為微流體技術發(fā)展的一個分支近幾年飛速發(fā)展。其對于液滴的精確控制是傳統(tǒng)技術所無法比擬的。在本文中，液滴體積與微流體各參數(shù)之間的關系將會詳細介

2、紹。
　　在本文的第二章，將會對本課題組多年研究的二維波譜邊界元素法進行改進使其可以應用于液滴破裂的計算并利用該方法對液滴破裂過程的物理意義進行深入研究。該章節(jié)將詳細討論液滴非對稱破裂和不破裂時的物理過程以及非對稱破裂后子液滴體積比與各個參數(shù)之間的關系。
　　為了更好的研究液滴在三維條件下的非對稱分斷過程。本文第三章將采用三維流體體積法對液滴非對稱分斷進行研究。該章節(jié)中，提出了一種對于液滴非對稱破裂過程的普適性物理解釋。該研

3、究過程將液滴初始化在一類十字形微通道中。為了敘述方便，引入了具有普遍意義的用于描述非對稱大小的非對稱系數(shù)As，其范圍在0到1之間。液滴分斷分區(qū)圖描述了在液滴發(fā)生非對稱分斷過程中的四種明顯不同的過程(不發(fā)生分斷、一側分斷、收縮分斷和直接分斷)。在非對稱分斷過程中三大要素決定了分斷結果，分別是毛細管數(shù)決定下切速度，非對稱性決定了液滴發(fā)生偏移以及初始體積比決定了大毛細管數(shù)條件下的體積比。不僅如此，一個基于冪函數(shù)的簡單理論模型被用以描述子液滴體