面向电磁MEMS的微流通道流体运动特性的数值模拟研究  

Numerical Simulation for Fluid Motion in Microfluidic Channel of Electromagnetic MEMS

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作  者:陈华生 吴宏杰 刘孝光[2] 

机构地区:[1]安徽池州伟舜机电有限公司,安徽池州247000 [2]池州学院机电工程学院,安徽池州247000

出  处:《机械》2016年第9期34-38,44,共6页Machinery

基  金:安徽省高校自然科学研究重点项目(KJ2016A513)

摘  要:基于正交磁场和速度场的弱耦合作用,建立微流孔通道内导电流体的二维直流磁流体动力学模型,采用数值模拟方法研究电磁MEMS微流道内的导电流体运动特性。数值模拟基于Galerkin有限元方法,采用SIMPLE压力修正算法,求解瞬态不可压层流运动。模拟结果表明微流道内上游抛物线型速度分布的流体加速明显,并在控制段形成M型速度分布,当Hartmann数增大到一定数值后,并不能显著增加系统压力降,反而可能在电极区形成回流涡。A 2-dimensional DC magneticfluiddynamics model is developed for Electromagnetic MEMS Microfluidics channel based on weak coupling effect of the perpendicular magnetic field and fluid flow velocity field to investigate the motion characteristics of microfluidics. The characteristics of electric flow are investigated using numerical simulation for electromagnetic MEMS microfluidics controlling. The transient, incompressible, laminar micro-flow is numerically solved using the Galerkin finite element method and pressure correction algorithm-the SIMPLE. The simulation results show that the parabolic velocity distribution of the upstream fluid is accelerated, and evolve into M-type velocity distribution at. The pressure did not significantly change when the Hartmann number increases to a certain value, and the reflux vortex may be formed at the electrode area.

关 键 词:电磁MEMS 微流体通道 直流磁流体动力学 数值模拟 速度场 

分 类 号:O361[理学—流体力学] TH701[理学—力学]

 

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