基于外部流动的微通道清洁过程数值仿真

本文描述了固体非相互作用粒子在微通道中的漂移问题，这些粒子在范德华力作用下会黏附于通道壁面，而因热噪声和流动产生的粘性应力而从壁面脱落。给定通道入口与出口之间的压降。在初始时刻，通道壁面被附着粒子污染所覆盖，即壁面呈不平整状态，这会影响通道内流动结构的形成。随着时间推移，在粘性应力和热噪声的作用下，粒子从通道壁面脱落，导致通道清洁。脱落粒子与流动的相互作用采用斯托克斯近似进行处理。此外，模型考虑了由扩散引起的随机粒子运动。该问题在随机行走模型框架内进行数值求解。获得通道清洁过程中液体流动的演化：流函数、压力和涡旋场。确定了各类粒子-通道壁面相互作用力值下，沉积粒子体积、通道流量和通道间隙随时间的依赖关系。获得并讨论了通道清洁时间的估算。考察了通过调制通道内液体流量来控制清洁过程的可能性。结果表明可观察到共振现象。讨论了清洁时间随调制幅值和频率的依赖关系。表明改变调制参数会显著改变清洁时间，有助于控制清洁过程。