壁面粗糙度和加工缺陷對微槽道流動(dòng)的影響模擬.pdf

1、近年來，隨著微流體裝置和系統(tǒng)的飛速發(fā)展，人們對于微槽道內(nèi)的流體流動(dòng)的研究給予了極大的關(guān)注。許多實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，微尺度下的流體流動(dòng)特性與宏觀尺度下有顯著的不同，并且不同研究者得到了相異甚至相反的結(jié)果。因此，盡管有大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，微槽道流體流動(dòng)的行為預(yù)測仍是棘手的問題。本文在前人的基礎(chǔ)上，對微槽道表面粗糙度和加工缺陷對流動(dòng)的影響作了數(shù)值模擬。 首先將表面粗糙度模型化為三角形單元，矩形單元，三角形與矩形混合單元。數(shù)值模擬了微流道內(nèi)不同粗

2、糙單元下的流速場和泊肅葉數(shù)，結(jié)果表明表面粗糙單元參數(shù)(單元類型、單元高度、長度和間隔)對泊肅葉數(shù)有一定的影響；在低雷諾數(shù)下，泊肅葉數(shù)與雷諾數(shù)成線性的關(guān)系；得到的泊肅葉數(shù)比傳統(tǒng)理論值要高。 然后通過引入無量綱參數(shù)參數(shù)模擬了因加工缺陷造成的壁面凹坑對于流動(dòng)區(qū)域的影響。結(jié)果顯示，對單個(gè)凹坑情況，隨著L/H(L為凹坑與槽道壁的交界長度，H為槽道半高)的增大，流動(dòng)區(qū)域受影響的面積增大；對同一凹坑，隨著雷諾數(shù)的增大，流動(dòng)區(qū)域受影響范圍減小。