非牛顿流体的电渗流度

在连续介质流体力学框架内，对矩形微通道中由直流和交流电场引起的典型非牛顿液体的瞬态电渗进行了数值分析。著名的幂律本构模型被用来将流体动力黏度表示为速度梯度的函数。利用有限元方法模拟了矩形微通道中电渗幂律流体流动的瞬态启动特性。在直流电场下，发现流体对外部电场更具惰性，并且随着幂律流体流动行为指数的减小，稳态速度分布变得更加类似于塞流。数值计算还证实了广义 Smoluchowski 滑移速度的有效性，在处理非牛顿幂律流体的动电流时，它可以作为经典 Smoluchowski 滑移速度的对应物。在交流电场下，随着流体行为指数的增加，流体在振荡过程中的加速更加明显，且振荡速度的幅度更接近广义 Smoluchowski 速度的量级。这些动力学预测对于设计操控非牛顿流体（如生物流体、聚合物溶液和胶体悬浮液）的微流控器件具有实际意义。