利用Saffman效应优化控制惯性微流控中胶体粒子轨迹

在惯性微流控中，Poiseuille流中的胶体粒子受到Segré-Silberberg升力，该力将其驱动至通道截面中的特定位置。由于Saffman效应，沿微通道施加的外力会引起跨流线迁移至新的平衡位置。我们应用最优控制理论设计轴向控制力的时间协议，以尽可能精确地将单个粒子从通道入口导引至选定目标位置的出口。我们讨论了粒子半径与通道长度的影响，并表明最优导引比使用恒定控制力代价更低。利用单一优化的控制力协议，我们证明即使沿通道轴散布的粒子脉冲也可被导引至目标，且不同半径的粒子可被最有效地分离。