非刚性微流体网络中的涌现振荡与混沌

不可压缩流体在具有非刚性通道的微流体网络中可表现出类似RLC电路中电流振荡的流速振荡。这源于通道壁的弹性变形，可存储和释放流体，正如电容器可存储和释放电荷。通过定义相对压力变化的体积变化来量化该特性，称为系统的 compliance。在具有刚性壁和不可压缩流体的系统中，compliance 为零，无法通过此机制产生振荡。本文表明，不仅会出现振荡，而且在不可压缩流体的非刚性微流体网络中也会出现混沌。值得注意的是，这些动力学是自发产生的，即使在恒定的驱动压力下也如此。其内在机制由流体惯性效应支配，在中等雷诺数下观察到的微流体系统中可观察到复杂的流动模式。我们采用直接数值仿真和从模态分析派生的简化模型相结合的方法。该方法使我们能够确定振荡的发生、相关分叉、振荡频率和�幅，以及其对驱动压力的依赖。这些发现可启发针对非刚性微流体系统中此前未探索的振荡和混沌 regime 的新研究和应用。