惯性微流控中利用边界滑移主动控制颗粒位置
流体动力学
2022-07-22 v1
摘要
惯性微流控能够基于特征几何与内在流体动力学效应在微通道中聚焦和分离颗粒。然而，悬浮颗粒在微通道中的竖直位置无法实时操控。本研究中，我们利用边界滑移效应调节微通道中流体的抛物线速度分布，提出一种在惯性微流控中主动控制颗粒竖直位置的方案。具有单侧滑移边界的微通道流场等价于由相关滑移长度加宽后的微通道流场，从而两微通道中颗粒平衡位置一致。接着，我们模拟了微通道中三类典型颗粒即圆形、椭圆形与矩形的横向迁移。不同于圆形颗粒的光滑轨迹，椭圆与矩形颗粒因其非圆几何形状，运动伴随规则波动与非均匀转动。结果表明单侧滑移边界可有效控制颗粒的竖直平衡位置。因此，本方案能够主动操控颗粒的竖直位置，并可促进惯性微流控中更精确的聚焦、分离与输运。
引用
@article{arxiv.2203.07008,
title = {Active control of particle position by boundary slip in inertial microfluidics},
author = {Chengliang Xuan and Weiyin Liang and Bing He and Binghai Wen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2203.07008},
year = {2022}
}