微平行管道内Eyring流体的电渗滑移流动

研究了微平行管道内非牛顿流体––Eyring 流体在外加电场力和压力作用下的电渗流动. 在考虑微尺度效应, 电场作用, 非牛顿特性, 滑移边界等情况下, 建立Eyring流体在微平行管道内电渗流动的力学模型. 通过解线性Possion-Boltzmann方程和Cauchy动量方程, 给出Eyring 流体速度分布的精确解和近似解析解, 并探讨了上述因素对电渗流动的影响. 将电场力和压力对于Eyring流体电渗流动的速度分布的影响进行了比较分析, 得到有意义的结果.     

平行板微管道间Maxwell流体的高Zeta势周期电渗流动

本文研究了两平行板微管道中线性黏弹性流体的周期电渗流动, 其中线性黏弹性流体的本构关系是由广义Maxwell模型描述的. 将电渗力作为体力, 解析求解了非线性的Poisson-Boltzmann (P-B)方程, 柯西动量方程和广义Maxwell本构方程. 通过数值计算, 分析了无量纲壁面Zeta势ψ₀ 、 周期电渗流 (electroosmotic flow, EOF) 振荡雷诺数Re和无量纲弛豫时间λ ₁ω 对速度剖面的影响. 结果表明: 对给定的电动宽度K(表示微管道的特征尺度与双电层厚度的比值)、 弛豫时间λ ₁ω 和振荡雷诺数Re, 高Zeta势ψ₀ 产生较大的EOF速度振幅, 并且速度剖面的变化主要集中在双电层 (electric double-layer, EDL) 的狭窄的区域. 此外, 随着弛豫时间的增长流体的弹性显著增加, 速度的变化可以延伸到整个流动的区域中. 对给定的雷诺数Re, 较长的弛豫时间λ₁ω 导致EOF速度剖面较快的变化, 且速度剖面的振幅逐渐增大.     

微通道中一类生物流体在高Zeta势下的电渗流及传热特性

在高壁面Zeta势下,研究滑移边界条件下满足牛顿流体模型的一类生物流体的电渗流动及传热特性,流体在外加电场、磁场和焦耳加热共同作用下流动.首先,在不使用Debye-Hückel线性近似条件时,利用切比雪夫谱方法给出非线性Poisson-Boltzmann方程和流函数满足的四阶微分方程及热能方程的数值解,将所得结果与利用Debye-Hückel线性近似所得结果进行比较,证明本文数值方法的有效性.其次,讨论电磁环境下壁面Zeta势、哈特曼数H、电渗参数m、滑移参数β对流动特性、泵送特性和捕获现象的影响,并探究焦耳加热参数γ和布林克曼数Br等参数对传热特性的影响.结果表明,壁面Zeta势、电渗参数m、滑移参数β的增大对流体速度有促进作用,而哈特曼数H的增大会抵抗流体流动.研究进一步表明,焦耳加热参数γ和布林克曼数Br的增大会导致温度升高.