定制多孔介质以实现可控毛细流动
流体动力学
2021-06-08 v1 软凝聚态物质
摘要
假说 通过多孔介质控制毛细流动具有广泛的实际意义。然而，通过调节孔径或修改界面润湿性来实现对此类过程的准确可靠控制仍然具有挑战性。在此我们提出，通过调节多孔介质的几何形状可以精确调整毛细渗透的液体流动，并发展数值方法以实现这一点。方法 基于达西定律，提出一个通用框架，通过定制多孔结构的几何形状来促进多孔系统中毛细流动的控制。还采用了基于有限元方法的数值模拟方法来验证理论预测。发现 根据所提框架设计了一个具有可调速度梯度的基本毛细组件。通过使用该基本组件，展示了两种功能毛细元件，即 (i) 流量放大器与 (ii) 流量电阻器。进而，通过集成所设计的毛细元件实现了具有可控毛细流动的多功能流体器件。所有理论设计均通过数值模拟得到验证。最后，表明所提模型可推广到多孔介质的三维设计。
引用
@article{arxiv.2106.03526,
title = {Tailoring porous media for controllable capillary flow},
author = {MingchaoLiu and Si Suo and Jian Wu and Yixiang Gan and DorianAH HanaorcC. Q. Chen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2106.03526},
year = {2021}
}