文摘
英文文摘
声明
第一章绪论
1.1微流控芯片技术
1.2课题的研究背景和意义
1.3微流体混合的系统设计
1.3.1静态混合系统
1.3.2动态混合系统
1.4微通道构型的影响
1.5微通道表面性质的影响
1.6层流及扩散效应
1.7本文的主要内容及创新点
参考文献
第二章微流体力学的基础理论
2.1微流体的力学问题
2.1.1微电子机械系统概述
2.1.2流体模型区域划分
2.1.3流体力学连续模型
2.1.4流体边界条件
2.1.5基于分子的流动模型
2.2流体的物质输送过程
2.2.1物质输送类型
2.2.2对流与迁移
2.2.3扩散与分散
2.3微通道对流扩散的基本方程和边界条件
2.3.1分子扩散与菲克定律
2.3.2微通道内对流扩散的控制方程
2.3.3边界条件
2.4微通道电渗流的基本方程和边界条件
2.4.1 高效毛细管电泳(HPCE)
2.4.2微通道电渗流的控制方程
2.4.3边界条件
参考文献
第三章数值模拟方法及实验技术
3.1数值模拟的有限差分法(FDM)
3.1.1一阶导数的近似
3.1.2二阶导数和混合导数的近似
3.1.3边界条件
3.2数值模拟的有限体积法(FVM)
3.2.1面积分和体积分的近似
3.2.2函数的插值
3.2.3边界的处理
3.2.4 SIMPLE方法
3.3微流控分析芯片的结构和加工特点
3.4微流体的实验技术
3.4.1微流体流速测试技术
3.4.2微流体温度测试技术
参考文献
第四章弯曲微通道中的分离问题研究
4.1弯曲微通道中的电泳和分离
4.2数学模型
4.2.1 电渗流场
4.2.2被动粒子运动的计算
4.3优化法则
4.3.1离散率和对称率
4.3.2壁面电荷分布
4.3.3优化参数
4.4计算结果及讨论
4.5结论
参考文献
第五章弯曲微通道中流场的混合特性研究
5.1微通道中流体的混合
5.2微通道流场的控制方程和边界条件
5.3流场的混合特性
5.4 S形微通道流场的数值模拟
5.5不同情况下的混合特性研究
5.6结论
参考文献
第六章三维蛇形通道的混合特性研究
6.1三维高效混合的基本考虑
6.2三维微通道的构造
6.3三维微通道混合的基本模型
6.3.1蛇形混合器的数学模型
6.3.2混合特性的比较方法
6.4不同因素对混合效率的影响
6.4.1入口速度对混合效率的影响
6.4.2结构对混合效率的影响
6.4.3和其它混合器的比较
6.5结论
参考文献
第七章总结与展望
7.1全文工作总结
7.2今后工作展望
附录
致 谢