多孔介质泵驱动的流体前端动力学数学模型
流体动力学
2025-09-29 v3 软凝聚态物质
摘要
气体可渗透的多孔介质内部储存气体。当从其内部移除后,这些多孔介质倾向于从周围环境中吸收气体,充当抽气泵。因此,用于将多孔介质转换为抽气泵的技术由于从材料内部去除气体而构成。当恢复气体时,抽吸性能可用于通过微流道移动液体。多孔介质泵是一种非常精确的液体移动装置。通过研究由这些泵驱动的液体前端动力学,可以提取液体和多孔材料的特征属性。本文构建了一种理论数学模型,准确表征了由脱气多孔介质泵通过微通道移动的液体动力学,并与实验数据进行比较。我们观察到,对封闭外部表面以防止从外部吸收气体的情形,数学模型和实验结果之间存在差异。我们发现,在所有情况下,理论都能良好地与实验吻合,证明了该模型的有效性。利用多孔介质制造微流体泵可能是一种非常有用的工具,由于其长期运行时间、小尺寸以及无需外部电源的特性。
引用
@article{arxiv.2405.14666,
title = {Mathematical model of fluid front dynamics driven by porous media pumps},
author = {Andreu Benavent-Claró and Yara Alvarez-Braña and Fernando Benito-Lopez and Lourdes Basabe-Desmonts and Aurora Hernandez-Machado},
journal= {arXiv preprint arXiv:2405.14666},
year = {2025}
}