基于管道截面优化的混合器流体仿真设计开题报告

 2023-10-20 08:55:05

1. 研究目的与意义

课题研究背景

微流体混合系统可应用在化学分析、生物及化学传感、分子分离、核酸排序及分析环境监测等领域,与传统靠搅拌混合的动力化学分析器相比,它具有质量轻、响应快和成本低的特点,可替代部分现有流体系统,其机理及其器件研究是近年来的一个研究热点。

在宏观尺度下,两股或多股流体可采用紊流实现混合。但在微观流体中,系统的结构尺寸在微米量级,流体的雷诺数很小,处于层流状态,不能实现紊流混合。因此,流体的混合机理是分子扩散,其过程是相当缓慢的,要达到完全混合需要相当长的混合时间,从而使微流控分析速度快的优势减弱甚至消失。所以,在微尺度下进行流体的快速混合的微型混合器对微流控至关重要。

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2. 研究内容和预期目标

研究内容

选择一种T型微混合器,制作自己的改良模型,对其进行优化,通过comsol软件制作不同管道截面的通道模型进行仿真实验,并得出实验数据的对比,从而改良出混合效率更高的截面模型。

预期目标

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3. 研究的方法与步骤

研究方法:

1.在网络上寻找相关资料,认真学习微混合器的相关知识,和comsol软件微流体模块,为进一步设计打下基础。

2.通过老师的指导,进一步了解课题的要求。

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4. 参考文献

1. Joshua Clark,Miron Kaufman and Petru S.Fodor.Mixing Enhancement in Serpentine Micromixers with a Non-Rectangular Cross-Section.Cleveland state University.2018.

2. An-Shik Yang,Feng-Chao Chuang,Chi-kuan Chen et al.A high-performance micromixer using three-demensional Tesla structures for bio-applications[J].Chemical Engineering Journal 263(2015)444-451.2015.

3. 孟祥飞,李博,闫亚铃.一种新型的混合器设计与分析.实验室研究与探索.2019.

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5. 计划与进度安排

(1)2023-1-10~2023-2-17 查阅文献资料,进行文献综述,撰写开题报告,翻译英文文献;

(2)2023-2-18~2023-2-28 查阅相关资料,分析了解微混合器的工作原理和工作过程,了解整个仿真设计实验流程;

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