气泡阻尼在微流控系统中非平稳振荡流动稳定化
流体动力学
2025-11-04 v1 软凝聚态物质
摘要
振荡流动的内在不稳定性在微流控系统中构成重大挑战，影响从粒子脱附到器器芯片等应用的性能。微流控系统中 trapped 的气体由于可压缩性，被动地阻尼了这些波动。然而，描述这一效应的基础理论模型一直未能实现。本文推导了完整刻画 trapped 气体在振荡微流控流动中作用的首要原理模型。该模型识别出一个无量纲量作为支配参数，统一了气体压缩性与流体阻力之间的相互作用。模型精确预测了液体前端的体积位移动力学，相较于原始流动，呈现出振幅减小、相位偏移和暂态漂移。该理论框架经不同实验在广泛条件下的验证。本工作将 trapped 气体从不可预测的来源转化为可控且可预测的元素，用于优化振荡流动稳定性，为微流控系统的严谨设计提供了工具。
引用
@article{arxiv.2511.00539,
title = {Bubble damping of non-stationary oscillatory flow stabilization in microfluidic systems},
author = {Andreu Benavent-Claró},
journal= {arXiv preprint arXiv:2511.00539},
year = {2025}
}