平行板微管道内三阶流体的旋转电渗流动

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微流体是微机电系统最重要的研究领域之一.对于在微型设备中的流体传输,在没有机械驱动的部分利用外加电场产生的电渗来驱动.由于其具有易控制,效率高等优点,电渗流驱动在医学、化学和生物等领域都有着广泛的应用前景.  本文研究的是在外加电场的作用下,平行板微管道间不可压缩三阶流体的旋转电渗流动.将三阶流体的本构方程以及所施加的外电场代入到柯西动量方程进行修正.对此问题的分析是基于旋转参考系下三阶流体电解质传输的修正的柯西动量方程.求解电势所满足的线性化的Poisson-Boltzmann方程(简记为P-B方程),获得电势分布的精确解.在弱的非牛顿参数Λ的假设下,利用摄动法获得速度分布的近似解及体积流率分布的解析解.此外,通过有限差分法求解得到了速度的数值解.在参数容许的范围内将解析解与数值解进行了比较,发现两者吻合的很好.对旋转雷诺数Re,非牛顿参数Λ和无量纲电动宽度K对旋转电渗流(Electro-osmotic flow,简记为EOF)的速度剖面以及体积流率的影响进行了详细的探讨.随着旋转雷诺数Re和非牛顿参数Λ的增加,旋转电渗流速度将减小.较大的角速度Ω在平板微管道中间位置对速度的影响比较明显,使得速度的方向发生逆转.
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