基于改进型泊松-玻尔兹曼方程的电渗流建模与分析

摘要：

建立了双电层的离子分布模型,基于经典Poisson-Boltzmann(PB)方程和改进型MPB(modified Poisson Boltzmann)方程对不同浓度和激励电压的离子分布进行了理论研究.结果发现在电压高于0.4 V,且自由离子浓度小于10-4 mol/L时,双电层内部的扩散层厚度存在较大的误差.这直接导致了基于Debye长度模拟电渗流运动与实际观测不符,主要因为Debye-Hückel公式具有线性关系不适用于仿真高电压条件下的电渗流运动.因此借助非线性MPB方程求解扩散层厚度,更能精确得到正、负电极宽度为500μm,间距为25μm,在±1 V,500 Hz电信号产生的最大电渗流速度为1034.31μm/s.

关键词：交流电渗流、双电层、PB方程、MPB方程、有限元法

所属期刊栏目：40

分类号：TH703;O357.3(仪器、仪表)

资助基金：河北省自然科学基金资助项目F2017501059;辽宁省博士启动基金资助项目20170520325;中央高校基本科研业务费专项资金资助项目N172304033

在线出版日期：2019-04-24（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：447-451