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红细胞分离 中文

介电粒子在非均匀电场中受到外力作用时,会发生介电泳 (DEP)。DEP 在生物医学设备方面有许多应用,可用于生物传感器、诊断学、粒子操控和过滤(排序)以及颗粒组装等。

介电泳力的大小与粒子的大小、形状和介电属性有关。这一特性使 DEP 可用于分离不同的粒子,例如从混合物中分离各种细胞。此模型显示如何从血样中有选择地过滤出红细胞,使其与血小板分离。

在 DEP 过滤装置中,由于红细胞比血小板大,因此受到的力更大,更容易发生转向。该装置有两个出口,未发生转向的粒子从上方出口离开,发生转向的粒子从下方出口离开。

该 App 允许改变红细胞和血小板的特性以及电场。

喷墨打印机 中文

喷墨打印机最初发明时就是一个打印机,但现在已用于其他应用领域,如生命科学和微电子领域。本例演示如何使用仿真对喷墨打印机喷嘴的流体流动建模,并预测了在涉及具体应用时可能实现的最优设计。

其目的是根据所期望的墨滴大小调整喷墨打印机喷嘴的形状和工作方式,具体取决于接触角、表面张力以及注入墨滴的粘度和密度。仿真结果还显示,注入的墨滴体积在基板处最终合成一滴墨滴之前是否会分解成多滴墨滴。

其中的流体流动使用带表面张力的不可压缩纳维-斯托克斯方程来进行模拟,并使用了水平集方法追踪流体的界面。

可控扩散微混合器 中文

本例模拟了一种 H 型微流道,设计用于可控的扩散混合。两种流体在池中作不同的层流流动,在可控时间段内接触。接触面定义良好,通过控制流率,可以控制物质通过扩散从一种流体流向另一种流体的量。本例最初是由美国西雅图华盛顿大学的 Albert Witarsa 在 Bruce Finlayson 教授指导下编写。这是研究生课程的一部分,用于数学建模评估微流体中潜在的流型。

T 型管中的液滴破碎

乳液是由小液滴浸入其他液体中形成的,已广泛应用于食品生产、化妆品以及制药工业。本例详细研究了 T 型微流道中如何产生小液滴。

分层液层之间的气泡诱导夹带

此模型是食品加工、制药工业和化学加工中常用的三相流基准模型。结果已根据文献中报告的数据进行了验证。

气泡上升穿过两个液层,其中较轻的液层在较重液层上方。气泡经过较重的液层时,会在尾迹中夹带一部分较重的液体,带入到较轻的液层中,产生一条较重液体的“尾巴”。

射流非稳定性 - 动网格

由于表面张力系数存在梯度,马兰戈尼效应会导致流体/流体界面的切向产生滑移速度。当表面张力系数恒定时,双流体系统可能处于静态平衡状态,这是因为界面上的压力突变可能使表面张力达到完全平衡。界面上的压力不连续,但各处的速度场均为零。表面张力系数存在梯度意味着流动必须是非静止的,这是由于表面张力系数变化引起的力只作用在界面的切向,必须通过仅存在于流动流体中的粘性力来平衡。在示例中,初始静止的无限长液体射流由于随空间变化的表面张力系数而破裂。

电渗微混合器

本例介绍微混合器利用电渗来混合流体。通过施加瞬态电场,使产生的电渗混合流体。粒子追踪的动画显示材料在流场中发生翻卷和延伸。

电润湿镜头

两相流体界面与固体表面的接触角由接触点的受力平衡决定。电润湿中,通过在导电流体与固体表面之间施加电压,可以改变接触点的受力平衡。 在许多应用中,固体表面由沉积在导电层上的薄电介质组成,这通常称为电介质上的电润湿 (EWOD)。电润湿可以通过改变施加到导电液体上的电压来动态地改变接触角。在本案例中,两种不混溶液体之间的曲面可用作光学透镜。由电润湿效应引起的曲面曲率变化可以在大范围内改变透镜的焦距。模型基于 Philips FluidFocus 团队的研究工作。 本模型使用了“层流两相流,动网格”接口和瞬态研究。

药物输送系统

描述提供浓度可变的水溶性药物的药物输送系统的工作方式。水量固定的液滴以恒定速度沿毛细管向下流动。部分毛细管壁由可渗透膜组成,该膜将毛细管内部与药物的浓缩液隔开。当液滴通过膜时,其接触角改变,药物溶解到水中。为了模拟这个过程,假定药物与膜接触期间毛细管壁上药物的流量恒定。通过改变液滴速度,可以调节液滴中药物的最终浓度。

星形微流道

本例对一种可冲洗含流体的设备的微流道进行瞬态研究。其中五个入口上施加的压力随时间呈正弦变化,研究了出口处的速度矢量。本例中使用了拉伸的棱柱网格,从而减少了计算时间和内存需求。

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