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基于同轴聚焦微流控拓扑构造的双乳液滴生成机制数值模拟
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作者 朱晓武 罗永皓 +1 位作者 张伟业 刘文文 《微纳电子技术》 CAS 2024年第10期177-188,共12页
采用流体体积(VOF)相界面追踪技术建立了同轴聚焦微通道内双乳液滴生成过程的数值计算模型。当内相、中间相和外相流体流速分别为0.01、0.011、0.04m/s时,该模型能够稳定形成单分散性较好、直径为500μm的双乳液滴。形成的双乳液滴适合... 采用流体体积(VOF)相界面追踪技术建立了同轴聚焦微通道内双乳液滴生成过程的数值计算模型。当内相、中间相和外相流体流速分别为0.01、0.011、0.04m/s时,该模型能够稳定形成单分散性较好、直径为500μm的双乳液滴。形成的双乳液滴适合药物领域的应用。在此基础上,分析了聚焦孔半径、聚焦孔颈长与聚焦孔颈角对三相流体的液滴驱动方式的影响,并讨论了微流道拓扑结构变化与双乳液滴生成机制及特性的内在联系与机理。结果表明,聚焦孔半径影响了Marangoni效应对内液滴局部扰动的程度,在改变生成液滴截面尺寸的同时,也使液滴生成频率发生相应的变化。聚焦孔颈长的改变决定了内外相流体的流型,限制了液膜断裂与脱离过程,从而对液滴生成方式产生根本性影响。聚焦孔颈角的变化影响了鞘液对外界面的剪切作用,通常情况下较大的角度使得局部流体阻力得以缓慢的释放,有利于生成液滴界面的稳定性。 展开更多
关键词 液滴微流控 双乳液滴 同轴聚焦结构 相界面追踪法 多相流
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