基于格子玻尔兹曼的两相闭式环路热虹吸研究

两相闭式环路热虹吸(CLTPT)形成定向循环的动力来源是重力在蒸发器和冷凝器之间形成的压力差。本文通过修改Gong-Cheng相变LBM模型中重力项计算方式,成功模拟了CLTPT在沸腾和凝结相变共同作用下产生的自驱动现象,揭示了不同充液率下的多种两相流型的存在。发现对于本文设计的热虹吸管结构,在初始状态液相覆盖全部蒸发段的前提下,充液率越小,CLTPT的周期性越复杂,越难达到稳定运行状态,系统自循环时均质量流量更小,同时蒸发段时均温度更低。     

毛细管电泳样品电堆积富集过程的数值研究

毛细管电泳样品电堆积富集过程可以浓缩样品组分,从而提高检测灵敏度,是一种有效的样品富集技术。本文通过合理的简化和假设,把毛细管中电堆积富集过程中所涉及的主要变量根据电势分布方程、缓冲溶液的浓度方程和样品粒子的质量传输方程进行耦合求解,建立了一个一维的数学模型,并应用有限元的方法对该模型进行了求解。计算结果给出了毛细管中缓冲溶液浓度及电场强度的分布随时间变化的过程,以及富集过程中毛细管中的电势分布曲线;得到了样品粒子浓度在电堆积富集过程和富集之后的再次扩散过程中的分布曲线以及正、负样品粒子的分离过程;最后分析了不同缓冲溶液浓度比对样品富集效果的影响。该研究为样品电堆积富集技术的进一步完善提供了一种简单可行的理论研究方法。     

毛细管电泳样品电堆积富集过程影响因素的数值分析

毛细管电泳样品电堆积富集是一种通过缓冲溶液浓度的差异在毛细管中形成电场强度梯度,从而对样品进行浓缩的富集技术。本文在已有数学模型的基础上,对影响毛细管电堆积富集过程的因素进行了分析。计算结果发现,样品粒子表面所带的电荷电性以及带电量会影响粒子的电泳速度,进而影响富集过程;外加电势的大小会影响样品粒子到达检测窗口的迁移时间;而样品塞的初始长度则会影响样品所能达到的最大富集浓度以及达到最佳的富集效果所需要的时间。所得到的结果对样品电堆积富集技术的进一步完善具有一定的理论指导意义。     

树型微通道网络在集成微电子冷却中的应用

本文通过数值求解三维的N-S方程以及能量守恒方程,研究了树型微通道网络热沉的温度分布特点,指出了常规树型网络结构在集成微电子冷却应用中的局限性,并通过详细的分析对其进行了局部改进.改进后的树型网络极大地提高了热沉的热性能同时还降低了压降.和平行微通道相比,改进后的树型微通道网络具有更小的压降,具有更小的热阻和更好的温度均匀性.因此具有很大的应用前景.     

PDMS微流控芯片中焦耳热效应的数值研究

用数值模拟的方法对矩形通道微流控芯片中由于焦耳热效应而产生的温度场分布进行了分析.通过求解耦合的动量以及能量方程,得到了PDMS/PDMS芯片中温度场的瞬态发展过程.对稳定状态下不同缓冲溶液浓度,底片材质以及厚度的芯片中的温度场分布也做了比较和分析.结果表明,相比于PDMS/PDMS芯片,相同条件下PDMS/玻璃芯片中的焦耳热效应会减小很多,而缓冲溶液浓度以及芯片厚度对缓冲溶液的出口平均温度也有显著影响.最后提出了减小焦耳热效应的方法.     

电润湿液滴微流控芯片液滴驱动的EHD数值模拟

利用液滴电水动力学方法,通过求解耦合的N-S方程,VOF方程以及电场方程,首次对电润湿非接地型单板式(开放式)液滴微流控芯片的液滴驱动过程进行了数值模拟研究.结果表明,在液滴向驱动电极运动的过程中,液滴形态呈现摇摆特性,前进和后退接触角呈现震荡特性,液滴运动速度逐渐下降,并最终停留在零电极和驱动电极的中间位置.     

颗粒烧结多孔芯蒸发/沸腾换热的实验研究

以水为工质,在热管工况（真空减压条件）下对具有不同颗粒种类（电解粉和水雾粉）、颗粒直径和多孔芯厚度的铜粉颗粒烧结多孔芯进行了蒸发/沸腾换热实验研究。结果表明：随着热流密度的上升,换热系数先上升后下降;在孔隙率一定的情况下,存在最优多孔芯厚度使得蒸发/沸腾换热性能最佳;当多孔芯厚度一定时,在热流密度不是很大时存在着最优孔...