刚性球体在三维 Poiseuille 流中的惯性迁移

惯性微流控器件利用惯性升力来定位、分离和分选颗粒或液滴。然而，目前这些力及其聚焦位置只能通过数值模拟进行预测，使得合理的器件设计非常困难。在此，我们建立了微通道几何结构中颗粒受力的理论。我们利用数值实验剖析 Navier-Stokes 方程中的主导平衡，并推导出了一个渐近模型，以预测颗粒侧向力随颗粒尺寸的变化函数。我们的渐近模型适用于广泛的颗粒尺寸和雷诺数范围，并允许我们预测聚焦位置如何依赖于颗粒尺寸。