平行和环形微管道中Maxwell流体高Zeta势下流动特征的研究
发布时间：2021-03-06 21:55
随着微电子技术的快速发展,微流体设备的研究与应用受到越来越多学者的关注.它在微电子和生物传感器领域,如芯片实验室（lab-on-a-chip）等,有着很重要的应用.同时,微流体传输问题也逐渐走进人们的视野.微流体系统本身具有特殊的微尺度效应,根据不同效应可以用不同的手段实现这些微流体系统中流体的运动,且在这些微流体系统中由外电场驱动形成的电渗流具有便于控制、效率高等特点,所以它们已被广泛应用于生物、能源、工程、医学等领域.本文对高Zeta势下平行微管道和环形微管道内Maxwell流体的流动特征进行研究,考虑平行微管道外加交直流电场、环形微管道外加直流电场和环形微管道外加交直流电场三种情形.首先通过有限差分法数值求解非线性Poisson-Boltzmann方程、柯西动量方程和广义Maxwell本构方程,给出电势分布,计算相应的速度分布.其次,根据选定符合物理性质的参数,绘制速度分布图像进行分析.最后研究在低Zeta势和高Zeta势下Maxwell流体流速分布的相同之处和不同之处.结果表明,壁面Zeta势,无量纲电动宽度K、Zeta势比β、振荡雷诺数Re和弛豫时间λ1ω对流体流速有一定的影...
【文章来源】：内蒙古工业大学内蒙古自治区
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 研究现状
1.2.1 微管道内微纳米流体流动的研究现状
1.2.2 微管道内Maxwell流体流动的研究现状
1.3 本文主要工作
第二章 高Zeta势下环形微管道在直流电场作用下Maxwell流体的流动特征
2.1 模型描述
2.2 公式推导
2.2.1 电势分布
2.2.2 速度分布
2.3 结果与讨论
第三章 高Zeta势下平行微管道在交直流电场作用下Maxwell流体的流动特征
3.1 物理模型
3.2 公式推导
3.2.1 电势
3.2.2 流动场
3.2.3 无量纲化控制方程
3.3 问题的求解
（s）（y）"> 3.3.1 速度场稳定解u（s）（y）
（0）（y,t）"> 3.3.2 速度场的振荡解u（0）（y,t）
3.4 结果与讨论
第四章 高Zeta势下环形微管道在交直流电场作用下Maxwell流体的流动特征
4.1 物理模型
4.2 公式推导
4.2.1 电势分布
4.2.2 速度分布
4.3 结果与讨论
第五章 总结与展望
参考文献
致谢
附录A
附录B
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]平行板微管道内周期旋转电渗流动[J]. 赵永亮,刘全生. 内蒙古大学学报(自然科学版). 2018(03)
[2]Pulsatile electroosmotic flow of a Maxwell fluid in a parallel flat plate microchannel with asymmetric zeta potentials[J]. M.PERALTA,O.BAUTISTA,F.MéNDEZ,E.BAUTISTA. Applied Mathematics and Mechanics（English Edition）. 2018(05)
[3]平行微管道中高Zeta电势的旋转电渗流动[J]. 陈寒寒,刘全生. 内蒙古大学学报(自然科学版). 2018(02)
[4]Fluid flow driven along microchannel by its upper stretching wall with electrokinetic effects[J]. Hang XU,I.POP,Q.SUN. Applied Mathematics and Mechanics（English Edition）. 2018(03)
[5]平行板微管道间Maxwell流体的高Zeta势周期电渗流动[J]. 长龙,菅永军. 物理学报. 2012(12)
[6]微通道中电渗流滑移现象的数值模拟[J]. 杨大勇,刘莹. 润滑与密封. 2010(05)
硕士论文
[1]纳米流体在管道中流动特性的研究[D]. 戴忠平.中国计量大学 2016
[2]平行微管道中幂律流体在高zeta电势下的旋电渗流动[D]. 解智勇.内蒙古大学 2015
[3]圆柱形微管道中Maxwell流体的瞬时电渗流动[D]. 李晓霞.内蒙古大学 2014
[4]微管道内非牛顿流体的周期电渗流动[D]. 长龙.内蒙古大学 2012
[5]梯形微流道中电渗流的数值模拟研究[D]. 王立芳.吉林大学 2006
本文编号：3067883
【文章来源】：内蒙古工业大学内蒙古自治区
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 研究现状
1.2.1 微管道内微纳米流体流动的研究现状
1.2.2 微管道内Maxwell流体流动的研究现状
1.3 本文主要工作
第二章 高Zeta势下环形微管道在直流电场作用下Maxwell流体的流动特征
2.1 模型描述
2.2 公式推导
2.2.1 电势分布
2.2.2 速度分布
2.3 结果与讨论
第三章 高Zeta势下平行微管道在交直流电场作用下Maxwell流体的流动特征
3.1 物理模型
3.2 公式推导
3.2.1 电势
3.2.2 流动场
3.2.3 无量纲化控制方程
3.3 问题的求解
（s）（y）"> 3.3.1 速度场稳定解u（s）（y）
（0）（y,t）"> 3.3.2 速度场的振荡解u（0）（y,t）
3.4 结果与讨论
第四章 高Zeta势下环形微管道在交直流电场作用下Maxwell流体的流动特征
4.1 物理模型
4.2 公式推导
4.2.1 电势分布
4.2.2 速度分布
4.3 结果与讨论
第五章 总结与展望
参考文献
致谢
附录A
附录B
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]平行板微管道内周期旋转电渗流动[J]. 赵永亮,刘全生. 内蒙古大学学报(自然科学版). 2018(03)
[2]Pulsatile electroosmotic flow of a Maxwell fluid in a parallel flat plate microchannel with asymmetric zeta potentials[J]. M.PERALTA,O.BAUTISTA,F.MéNDEZ,E.BAUTISTA. Applied Mathematics and Mechanics（English Edition）. 2018(05)
[3]平行微管道中高Zeta电势的旋转电渗流动[J]. 陈寒寒,刘全生. 内蒙古大学学报(自然科学版). 2018(02)
[4]Fluid flow driven along microchannel by its upper stretching wall with electrokinetic effects[J]. Hang XU,I.POP,Q.SUN. Applied Mathematics and Mechanics（English Edition）. 2018(03)
[5]平行板微管道间Maxwell流体的高Zeta势周期电渗流动[J]. 长龙,菅永军. 物理学报. 2012(12)
[6]微通道中电渗流滑移现象的数值模拟[J]. 杨大勇,刘莹. 润滑与密封. 2010(05)
硕士论文
[1]纳米流体在管道中流动特性的研究[D]. 戴忠平.中国计量大学 2016
[2]平行微管道中幂律流体在高zeta电势下的旋电渗流动[D]. 解智勇.内蒙古大学 2015
[3]圆柱形微管道中Maxwell流体的瞬时电渗流动[D]. 李晓霞.内蒙古大学 2014
[4]微管道内非牛顿流体的周期电渗流动[D]. 长龙.内蒙古大学 2012
[5]梯形微流道中电渗流的数值模拟研究[D]. 王立芳.吉林大学 2006
本文编号：3067883
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