平行平板流动腔的数值优化设计

摘要

平行平板流动腔系统是研究切应力对细胞影响的体外实验装置之一.前期研究发现,流动腔的高度存在一个最佳高度,使用这个高度可以有效地减小或避免由于装配所引起的高度误差对切应力的影响.为了获得这一最佳高度,本文使用数值方法研究了平行平板流动腔的几何尺寸、流体粘度与集中液阻之间的关系,并拟合得到了集中液阻的函数关系式.利用液阻关系武和切应力计算公式,求得了对底部切应力影响最小的最佳高度的表达式.同时,研究还发现,对于相同的底部切应力,当高度取最佳高度时,所需的入(出)口压差最小.这样在流动腔底部沿轴向的压力梯度也就越小,沿轴向不同位置之间的压力差别也越小,这将有利于细胞力学实验结果之间的比较.