声场驱动气泡增强微流体混合的数值模拟

摘要：

微流体研究中,由于雷诺数较低,流体呈层流流动,流体混合主要依靠分子扩散,混合时间长,效率低,故流体混合成为亟待解决的问题.声场激振气泡可以有效促进流体混合,已经引起了广泛关注.本文模拟研究了声场作用下气泡振动对流体混合的影响,探索了微尺度流体在声场激振下的流动特性,分析了微通道高度、入口速度、气泡间距及布置方式对流体混合的影响.结果发现,微通道高度较低时,气泡振动可以更好地促进流体混合;入口速度较小时,流体在气泡附近滞留时间较长,混合较为均匀;气泡半径较大时,旋涡扰动增强,混合效率提高;两个气泡的混合效果优于单个气泡,而气泡间距对混合效率基本无影响;微通道高度较低时,气泡同侧布置和异侧布置对流体的混合效果相接近,随着微通道高度的升高,两种布置方式对混合效果的差异逐渐显现,异侧布置具有更好的混合效果.

关键词：气泡、振动、微流体、混合

所属期刊栏目：38

分类号：O35(流体力学)

资助基金：国家自然科学基金11302076;河北省自然科学基金A2014502047;中央高校基本科研业务费专项项目2018MS100

在线出版日期：2020-01-04（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：5271-5278