流体类型与颗粒形状对微流控平台中颗粒流动的联合影响
计算物理
2020-06-23 v1
摘要
近期文献报道了为更有效地从健康细胞中捕获或分选替代循环肿瘤细胞（CTCs）而优化微流控器件设计的数值分析，却未同时考虑体液的非牛顿性质与 CTCs 的非均匀几何形状。通过一系列复杂度递增（如颗粒数、 inline 障碍物）的二维概念验证模拟，我们研究了在基于微流控的形状分选背景下，将伪塑性流体假设为牛顿流体行为、将不同形状颗粒（DSPs）假设为圆形颗粒形状的有效性。单一 DSP 的模拟表明，即便在微流通道无内部几何复杂性的情况下，上述假设仍导致 DSPs 横向位移 0.11-0.21W（W 为通道长度）的误差、速度最高 3-20% 的误差以及行经时间 3-5% 的误差。当这些假设应用于带 inline 障碍物的惯性微流控中涉及多个 DSPs 的模拟时，DSPs 横向位移误差高达 0.78W，行经时间误差达 23%，从而导致 DSPs 不同的（非）对称流动与分选图样。因此，流体类型与颗粒形状应被纳入数值模型与实验中，以评估微流控用于靶向细胞（如 CTCs）捕获的性能。
引用
@article{arxiv.2006.12216,
title = {Combined effects of fluid type and particle shape on particles flow in microfluidic platforms},
author = {Hakan Başağaoğlu and Justin Blount and Sauro Succi and Christopher J. Freitas},
journal= {arXiv preprint arXiv:2006.12216},
year = {2020}
}
备注
15 pages, 6 figures