疏水微通道中发展区的水动力学：耗散粒子动力学研究
流体动力学
2013-03-27 v1
摘要
耗散粒子动力学（DPD）正成为一种流行的基于粒子的方法，用于研究微通道中的流动，因为它易于模拟生物细胞或DNA链的存在。许多芯片实验室（LOC）设备需要能够操控流体中细胞或DNA链的输运。涂覆有亲水和疏水材料组合的微通道表面已被发现对此目的有用。在这项工作中，我们首次使用DPD数值研究了两块具有亲水和疏水表面的无限大平行平板之间稳态非均匀发展流的水动力学。模拟中分别使用部分滑移和无滑移边界条件对疏水和亲水表面进行建模。我们还提出了一种为DPD模拟建模流入和流出边界的新方法。发展流的模拟结果与无滑移和部分滑移表面的连续介质理论解析解吻合良好。在微型化设备中，入口段占通道长度的相当大一部分。因此，希望发展段的长度较短，因为大多数微流控设备（如细胞或DNA分离器和混合器）是为充分发展的流场而设计的。我们研究了微通道入口附近亲水条带对有效发展长度的影响。我们发现疏水条带的存在显著缩短了发展长度。
引用
@article{arxiv.1212.2030,
title = {Hydrodynamics of the Developing Region in Hydrophobic Microchannels: A Dissipative Particle Dynamics Study},
author = {S. Kumar Ranjith and B. S. V. Patnaik and Srikanth Vedantam},
journal= {arXiv preprint arXiv:1212.2030},
year = {2013}
}