搜索

文章查询

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

基于速度源修正的浸入边界-晶格玻尔兹曼法研究仿生微流体驱动模型

刘飞飞 魏守水 魏长智 任晓飞

基于速度源修正的浸入边界-晶格玻尔兹曼法研究仿生微流体驱动模型

刘飞飞, 魏守水, 魏长智, 任晓飞
PDF
导出引用
导出核心图
  • 浸入边界–晶格波尔兹曼法在流固耦合等复杂的流体系统中得到广泛的应用. 本文采用基于速度源修正的浸入边界–晶格玻尔兹曼法,建立了仿生微流体驱动模型,创新性地将波动弹性体的速度引入晶格玻尔兹曼方程,避免了传统浸入边界–晶格玻尔兹曼法中浸入边界速度-结构变形-力之间的转换,提高了计算效率和准确率. 研究了行波波动细丝对流场内流动速度和压力的影响,重点分析了驱动模型各项参数对微流体的驱动效果. 研究结果表明:细丝长度、频率、振幅的增加引起出口处流量的增加;波长、流体粘滞系数以及细丝位置与出口处流量呈复杂的非线性关系.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:51075243,11002083)资助的课题.
    [1]

    Liu Y L, Zhu J, Luo X S 2009 Chin. Phys. B 18 3772

    [2]

    Jessy B R, Prashant K J 2013 Chem. Soc. Rev. 42 89

    [3]

    Mandy L Y S, Vincent G, Joseph C L, Wong P K 2013 Nanotechnology Magazine IEEE 7 31

    [4]

    Wang C H, Lee G B 2005 Biosens. Bioelectron. 21 419

    [5]

    Zhang H, Fan B C, Chen Z H, Chen S, Li H Z 2013 Chin. Phys. B 22 104701

    [6]

    Li Z G, Liu Q S, Liu R, Hu W, Deng X Y 2009 Chin. Phys. Lett. 26 114701

    [7]

    Laser D, Santiago J 2004 J. Micronech Microeng 14 35

    [8]

    Iverson B, Garimella S V 2008 Microfluid Nanofluid 5 16131

    [9]

    Liu D, Garimella S V 2009 Nanosc Microsc Therm 13 109

    [10]

    Zhong S, Moored KW, Pinedo V, Garcia-Gonzalez J, Smits A J 2013 Exp. Therm. Fluid Sci. 46 1

    [11]

    Purcell E 1977 Amer. J. Phys. 45 3

    [12]

    Wolgemuth C W, Powers T R, Goldstein R E 2000 Phys. Rev. Lett. 84 1623

    [13]

    Smith D J, Gaffney E A, Blake J R, Kirkman-Brown J C 2009 J. Fluid. Mech. 621 289

    [14]

    Tabak A F, Yesilyurt S 2008 Microfluid Nanofluid 4 489

    [15]

    Koz M, Yesilyurt S 2008 Proc. SPIE 6886, Microfluidics, BioMEMS, and Medical Microsystems VI San Jose, Cananda, January 19-22, 2008 p786

    [16]

    Sun D K, Xiang N, Chen K, Ni Z H 2013 Acta Phys. Sin. 62 024703(in Chinese) [孙东科, 项楠, 陈科, 倪中华 2013 物理学报 62 024703]

    [17]

    Cao Z H, Luo K, Yi H L, Tan H P 2014 Int. J. Heat. Mass. Tran. 74 60

    [18]

    Michele L R, Claudia A, Valentina L, Giampiero S, Reinhard H 2012 Int. J. Numer. Meth. Fl. 70 1048

    [19]

    Ollila S, Denniston C, Karttunen M, Nissila T 2011 J. Chem. Phys. 134 064902

    [20]

    Fallah K, Khaya M, Hossein BM, Ghaderi A, Fattahi E 2012 J. Non-Newton Fluid 177 1

    [21]

    Mao W, Guo Z L, Wang L 2013 Acta Phys. Sin. 62 084703(in Chinese) [毛威, 郭照立, 王亮 2013 物理学报 62 084703]

    [22]

    Yang T Z, Ji S D, Yang X D, Fang B 2014 Int. J. Eng. Sci. 76 47

    [23]

    Koido T, Furusawa T, Moriyama K 2008 J. Power Sour. 175 127

    [24]

    Navidbakhsh M, Rezazadeh M 2012 Scientia Iranica 19 1329

    [25]

    He Y B, Lin X Y, Dong X L 2013 Acta Phys. Sin. 62 194701(in Chinese) [何郁波, 林晓艳, 董晓亮 2013 物理学报 62 194701]

    [26]

    Jung R T, Hasan M K 2012 IEEE OCEANS Yeosu, Korea, May 21-24, 2012 p1

  • [1]

    Liu Y L, Zhu J, Luo X S 2009 Chin. Phys. B 18 3772

    [2]

    Jessy B R, Prashant K J 2013 Chem. Soc. Rev. 42 89

    [3]

    Mandy L Y S, Vincent G, Joseph C L, Wong P K 2013 Nanotechnology Magazine IEEE 7 31

    [4]

    Wang C H, Lee G B 2005 Biosens. Bioelectron. 21 419

    [5]

    Zhang H, Fan B C, Chen Z H, Chen S, Li H Z 2013 Chin. Phys. B 22 104701

    [6]

    Li Z G, Liu Q S, Liu R, Hu W, Deng X Y 2009 Chin. Phys. Lett. 26 114701

    [7]

    Laser D, Santiago J 2004 J. Micronech Microeng 14 35

    [8]

    Iverson B, Garimella S V 2008 Microfluid Nanofluid 5 16131

    [9]

    Liu D, Garimella S V 2009 Nanosc Microsc Therm 13 109

    [10]

    Zhong S, Moored KW, Pinedo V, Garcia-Gonzalez J, Smits A J 2013 Exp. Therm. Fluid Sci. 46 1

    [11]

    Purcell E 1977 Amer. J. Phys. 45 3

    [12]

    Wolgemuth C W, Powers T R, Goldstein R E 2000 Phys. Rev. Lett. 84 1623

    [13]

    Smith D J, Gaffney E A, Blake J R, Kirkman-Brown J C 2009 J. Fluid. Mech. 621 289

    [14]

    Tabak A F, Yesilyurt S 2008 Microfluid Nanofluid 4 489

    [15]

    Koz M, Yesilyurt S 2008 Proc. SPIE 6886, Microfluidics, BioMEMS, and Medical Microsystems VI San Jose, Cananda, January 19-22, 2008 p786

    [16]

    Sun D K, Xiang N, Chen K, Ni Z H 2013 Acta Phys. Sin. 62 024703(in Chinese) [孙东科, 项楠, 陈科, 倪中华 2013 物理学报 62 024703]

    [17]

    Cao Z H, Luo K, Yi H L, Tan H P 2014 Int. J. Heat. Mass. Tran. 74 60

    [18]

    Michele L R, Claudia A, Valentina L, Giampiero S, Reinhard H 2012 Int. J. Numer. Meth. Fl. 70 1048

    [19]

    Ollila S, Denniston C, Karttunen M, Nissila T 2011 J. Chem. Phys. 134 064902

    [20]

    Fallah K, Khaya M, Hossein BM, Ghaderi A, Fattahi E 2012 J. Non-Newton Fluid 177 1

    [21]

    Mao W, Guo Z L, Wang L 2013 Acta Phys. Sin. 62 084703(in Chinese) [毛威, 郭照立, 王亮 2013 物理学报 62 084703]

    [22]

    Yang T Z, Ji S D, Yang X D, Fang B 2014 Int. J. Eng. Sci. 76 47

    [23]

    Koido T, Furusawa T, Moriyama K 2008 J. Power Sour. 175 127

    [24]

    Navidbakhsh M, Rezazadeh M 2012 Scientia Iranica 19 1329

    [25]

    He Y B, Lin X Y, Dong X L 2013 Acta Phys. Sin. 62 194701(in Chinese) [何郁波, 林晓艳, 董晓亮 2013 物理学报 62 194701]

    [26]

    Jung R T, Hasan M K 2012 IEEE OCEANS Yeosu, Korea, May 21-24, 2012 p1

  • [1] 蒋涛, 任金莲, 蒋戎戎, 陆伟刚. 基于局部加密纯无网格法非线性Cahn-Hilliard方程的模拟. 物理学报, 2020, (): . doi: 10.7498/aps.69.20191829
    [2] 王艳, 徐进良, 李文, 刘欢. 超临界Lennard-Jones流体结构特性分子动力学研究. 物理学报, 2020, (): . doi: 10.7498/aps.69.20191591
    [3] 朱存远, 李朝刚, 方泉, 汪茂胜, 彭雪城, 黄万霞. 用久期微绕理论将弹簧振子模型退化为耦合模理论. 物理学报, 2020, (): . doi: 10.7498/aps.69.20191505
    [4] 杨进, 陈俊, 王福地, 李颖颖, 吕波, 向东, 尹相辉, 张洪明, 符佳, 刘海庆, 臧庆, 储宇奇, 刘建文, 王勋禺, 宾斌, 何梁, 万顺宽, 龚学余, 叶民友. 东方超环上低杂波驱动等离子体环向旋转实验研究. 物理学报, 2020, 69(5): 055201. doi: 10.7498/aps.69.20191716
    [5] 王琳, 魏来, 王正汹. 垂直磁重联平面的驱动流对磁岛链影响的模拟. 物理学报, 2020, 69(5): 059401. doi: 10.7498/aps.69.20191612
    [6] 罗菊, 韩敬华. 激光等离子体去除微纳颗粒的热力学研究. 物理学报, 2020, (): . doi: 10.7498/aps.69.20191933
    [7] 吴美梅, 张超, 张灿, 孙倩倩, 刘玫. 三维金字塔立体复合基底表面增强拉曼散射特性. 物理学报, 2020, 69(5): 058101. doi: 10.7498/aps.69.20191636
  • 引用本文:
    Citation:
计量
  • 文章访问数:  418
  • PDF下载量:  852
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2014-02-27
  • 修回日期:  2014-05-22
  • 刊出日期:  2014-10-05

基于速度源修正的浸入边界-晶格玻尔兹曼法研究仿生微流体驱动模型

  • 1. 山东大学, 控制科学与工程学院, 济南 250061;
  • 2. 济南大学, 信息科学与工程学院, 济南 250002
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:51075243,11002083)资助的课题.

摘要: 浸入边界–晶格波尔兹曼法在流固耦合等复杂的流体系统中得到广泛的应用. 本文采用基于速度源修正的浸入边界–晶格玻尔兹曼法,建立了仿生微流体驱动模型,创新性地将波动弹性体的速度引入晶格玻尔兹曼方程,避免了传统浸入边界–晶格玻尔兹曼法中浸入边界速度-结构变形-力之间的转换,提高了计算效率和准确率. 研究了行波波动细丝对流场内流动速度和压力的影响,重点分析了驱动模型各项参数对微流体的驱动效果. 研究结果表明:细丝长度、频率、振幅的增加引起出口处流量的增加;波长、流体粘滞系数以及细丝位置与出口处流量呈复杂的非线性关系.

English Abstract

参考文献 (26)

目录

    /

    返回文章
    返回