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Microfluidics Modulex

毛细管填充 - 相场方法 中文

这是一个模拟狭长的毛细管通道由于表面张力和壁的粘附作用而产生填充的瞬态模型。毛细管通道内初始时充满空气。当连接到一个蓄水槽时,张力导致水进入毛细管。模型中的接触角,即水的表面和壁之间的夹角,固定为 67.5 度。此模型可以使用水平集方法或相场方法追踪流体交界面进行求解。本例中使用水平集方法。 扩展阅读

喷墨打印机喷嘴 - 水平集方法 中文

喷墨最初发明用于打印机,现已用于其他应用领域,如生命科学和微电子领域。仿真有助于增进对流体流动的了解,还可以预测用于特定应用的喷墨的最佳设计。 此 App 演示如何调整喷墨打印机喷嘴的形状和工作方式以达到所需的墨滴大小,具体取决于注入液体的接触角度、表面张力、粘度和密度。结果还表明注入的体积是否会先分解成多个墨滴,然后在基板上合并形成最终墨滴。 采用不可压缩纳维-斯托克斯方程及表面张力来模拟流体流动,使用水平集方法追踪流体界面。 扩展阅读

红细胞分离 中文

介电粒子受到非均匀电场的作用力时,会发生介电泳 (DEP)。介电泳在用于生物传感器、诊断学、粒子操控和过滤(分选)以及颗粒组装等的生物医学设备领域有着广泛应用。 介电泳力与粒子的大小、形状和介电属性紧密相关,使得介电泳可以用来分离不同种类的粒子,例如从混合物中分离各种细胞。“红细胞分离”App 介绍如何从血样中选择性地筛选红细胞,使其与血小板分离。 在介电泳过滤装置中,比血小板大的红细胞受到的力更大,因此偏转幅度更大。两个出口的位置排列使得未发生转向的粒子从顶部出口流出,只有发生转向的粒子可以从下方出口流出。 通过该 App,您可以改变红细胞和血小板的特性以及电场。 扩展阅读

使用水平集、相场和动网格的自由表面建模:比较

我们展示了在 COMSOL Multiphysics® 软件使用水平集、相场和动网格方法对自由液体表面建模的比较结果。使用示例问题进行比较。该示例研究由矩形杆引起的表面波的形成,矩形杆部分浸入液体中,在平行于液体表面的方向来回移动。 有关更多详细信息,请参阅博客文章:[在 COMSOL Multiphysics® 中使用两种方法为自由表面建模](/blogs/two-methods-for-modeling-free-surfaces-in-comsol-multiphysics/)。 扩展阅读

可控扩散微混合器 中文

该模型模拟设计用于可控扩散混合的 H 形微流池。微流池使两种不同的层流在可控时间段内接触。接触表面非常明确,通过控制流率,可以控制通过扩散从一个流传递到另一个流的物质量。该示例最初由 Albert Witarsa 在西雅图华盛顿大学 Bruce Finlayson 教授的指导下提出。这是研究生课程任务的一部分,通过数学建模来评估微流体领域的专利潜力。 扩展阅读

星形微通道

此模型对微通道进行了瞬态研究,该微通道用于向另一设备注入流体进行冲洗。 五个入口处的压力随时间呈正弦变化,还研究了出口处的速度矢量。 此模型采用拉伸棱柱网格,减少了计算时间和内存需求。 扩展阅读

射流不稳定性 - 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。 扩展阅读

分层液层之间的气泡诱导夹带 中文

此模型是食品加工、制药工业和化学加工中常用的三相流的基准模型,仿真结果已根据文献中报告的数据进行了验证。 气泡上升,穿过两层液体,较轻的液体停留在较重的液体之上,气泡经过较重的液体时,它会在尾迹中夹带一些较重的液体,并将这些液体带入较轻的液体,从而产生一条尾状重液体带。 扩展阅读

药物输送系统

此例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。 扩展阅读

电润湿透镜

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。 扩展阅读

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