惯性微流控中一对流动粒子
流体动力学
2018-05-25 v2 软凝聚态物质
摘要
惯性微流控中一对流动粒子对于理解和控制微流控器件中细胞或液滴等粒子的集体动力学具有重要启示。它们被应用于医学细胞分析与工程。我们利用格子 Boltzmann 模拟研究了一对固体粒子流经矩形微通道的动力学。我们确定了惯性升力剖面作为两个粒子位置、其轴向距离和雷诺数的函数。总体上，前导与滞后粒子间的剖面差异显著，且由于第二个粒子的存在升力增强。在较小轴向距离下，它们由黏性力决定，而在较大间距下惯性力占主导。依据初始条件，双粒子升力与泊肃叶流相结合产生三类无界粒子轨迹，称为分离、超越和交换，以及一类有界轨迹，其中粒子进行阻尼振荡。阻尼率随雷诺数平方缩放，因为惯性力是将粒子驱向其稳态位置的主因。
引用
@article{arxiv.1711.01148,
title = {A flowing pair of particles in inertial microfluidics},
author = {Christian Schaaf and Felix Rühle and Holger Stark},
journal= {arXiv preprint arXiv:1711.01148},
year = {2018}
}