شبیه‌سازی عددی جریان سیال در میکرومیکسرهای دوبعدیی با کمک روش حجم محدود (یادداشت فنی)

Authors

دانشگاه تهران

Abstract

امروزه با رشد فناوری ساخت در ابعاد کوچک، کاربرد تجهیزات در ابعاد میکرو و نانو در صنایع مختلف نظیر پزشکی، بیومکانیک، بیو شیمی و صنایع شیمیایی رشد چشمگیری یافته است. با توجه به مشکلات و هزینه‌های ساخت در این ابعاد، شبیه‌سازی و بهینه نمودن دستگاه قبل از ساخت و آزمایش ضروری به نظر می‌رسد. یکی از قسمت‌های تأثیرگذار در تجهیزات سیالاتی در این ابعاد که وظیفه اختلاط سیالات قبل از واکنش یا آماده‌سازی ترکیب دارویی را برعهده دارند، میکرومیکسرها می‌باشند. در مطالعة حاضر، شبیه‌سازی جریان و آمیختگی دو سیال تراکم‌ناپذیر در میکرومیکسرهای مورد استفاده در آزمایشگاه‌های تراشه‌ای با استفاده از روش حجم محدود جیمسون و با به‌کارگیری مفهوم تراکم‌پذیری مصنوعی صورت گرفته است. میدان سرعت، ضریب پخش دو سیال در یکدیگر و خواص دو سیال از عوامل موثر در شدت اختلاط می‌باشند. بنابراین شبیه-سازی برای اعداد رینولدز و اشمیت مختلف برای مخلوط‌هایی با خواص ثابت و متغیر صورت گرفته است.

Keywords


Karniadakis, G., Beskok, A. and Aluru, N. (2005). Microflows and nanoflows fundamentals and simulation. Springer.

Beebe, D. J., Adrian, R. J., Olsen, M. G., Stremler, M. A., Aref, H., Jo, B. H. (2001). “Passive mixing in microchannels: Fabrication and flow experiment.” J. Mech. Ind., Vol. 2, PP. 343-348.

Veenstra, T. T., Lammerink, T. S. J., Elwenspoek, M. C., Van den Berg, A. (1999). “Characterization method for a new diffusion mixer applicable in micro flow injection analysis systems.” J. Micromech. Microeng., Vol. 9, PP. 199-202.

Gobby, D. Angeli and P. Gavriilidis, A., “Mixing characteristics of T-type microfluidic mixers.” J. Micromechanics and Microengineering, Vol.11, PP. 126-132.

Bothe, D. Stemich, C. and Warnecke, H.J. (2006). “Fluid mixing in a T-shaped micro-mixer.” Int. J. Chemical Engineering Science, Vol. 61, PP. 2950-2958.