به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت

جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه « ریزمخلوط گر » در نشریات گروه « مکانیک »

تکرار جستجوی کلیدواژه «ریزمخلوط گر» در نشریات گروه «فنی و مهندسی»
  • مرتضی دلاکه نژاد، سید علی میربزرگی*، حمید نیازمند
    در مقاله حاضر، اختلاط در جریان الکترواسموتیک در حضور یک میدان مغناطیسی با سه موقعیت مختلف مکانی به صورت عددی مطالعه و شبیه سازی شده است. هندسه جریان یک مجرای دوبعدی بین دو صفجه موازی است و جریان مورد نظر تراکم ناپذیر، دایم و آرام فرض شده است. معادلات حاکم بر مساله، شامل معادلات اندازه حرکت اصلاح شده (ناویر-استوکس) برای میدان جریان سیال، معادلات میدان های پتانسیل الکتریکی خارجی و داخلی، معادلات توزیع غلظت یون های مثبت و منفی (ارنست-پلانک)، معادله میدان مغناطیسی و معادله ی غلظت گونه ها به روش عددی حجم محدود حل شده است.به منظور اعتبارسنجی برنامه عددی، یک جریان ایده آل الکترواسموتیک که در آن سراسر دیواره ها باردار می باشد، شبیه سازی گردیده است و نتایج آن با نتایج تحلیلی موجود مقایسه شده است.نتایج عددی نشان می دهد که در حضور یک میدان مغناطیسی برای جریان در یک ریزمجرا، راندمان اختلاط نسبت به حالت عدم حضور میدان مغناطیسی افزایش چشم گیری می یابد، به طوری که راندمان اختلاط نهایی حداکثر به 3/93 درصد می رسد. البته این در حالی است که میدان مغناطیسی قبل از لایه دوگانه الکتریکی اعمال شده باشد.
    کلید واژگان: ریزمخلوط گر, راندمان اختلاط, میدان الکتریکی, شبیه سازی عددی, ناویر-استوکس}
    Morteza Dallakehnejad, Seyed Ali Mirbozorgi *, Hamid Niazmand
    In the present paper, the mixing in electroosmotic flow is studied numerically and simulated in the presence of a magnetic field with three different locations. The flow geometry was included a two-dimensional duct between two parallel plates, and the flow was assumed to be incompressible, steady and laminar. The governing equations of the problem, including modified momentum equations (Navier-Stokes) for the fluid flow field, the equations of external and internal electric potential fields, the equations of distribution of the positive and negative ions (Nernst-Planck), the magnetic field equation, and the concentration equation for species have been solved using the finite volume numerical method. The obtained numerical results were validated against the analytical solutions of an EOF with uniform microchannel walls zeta potentials. The numerical results show that in the presence of a magnetic field, so the final mixing efficiency reaches to 93.3 %. However, this is while the magnetic field has been applied before the electric double layer.
    Keywords: Micro-Mixer, Mixing Efficiency, Electric field, Numerical simulation, Navier-Stokes}
  • مرتضی دلاکه نژاد، سیدعلی میربزرگی*، حمید نیازمند
    در این مقاله، راندمان اختلاط در جریان الکترواسموتیک درون یک ریزمخلوط گر با زتاپتانسیل غیریکنواخت دیواره برای حالت های مختلف به صورت عددی شبیه سازی شده است. هندسه جریان یک مجرای دوبعدی بین دو صفجه موازی است و جریان مورد نظر تراکم ناپذیر، پایدار و آرام فرض شده است. معادلات حاکم بر مساله، شامل معادلات میدان های پتانسیل الکتریکی داخلی و خارجی، معادلات توزیع غلظت یون های مثبت و منفی (ارنست-پلانک) ، معادله ی غلظت گونه ها و معادلات اندازه حرکت اصلاح شده (ناویر-استوکس) برای میدان جریان سیال به روش عددی حجم محدود حل شده است. به منظور اعتبارسنجی برنامه عددی، نتایج تحلیلی یک جریان ایده آل الکترواسموتیک که در آن سراسر دیواره ها باردار می باشد، با نتایج حل عددی به دست آمده مقایسه شده است. نتایج عددی نشان می دهد که با تغییرات زتاپتانسیل دیواره در ناحیه میانی به صورت خطی-صعودی، خطی-نزولی و سهموی برای جریان در یک ریزمجرا، راندمان اختلاط نسبت به حالت زتا ثابت افزایش می یابد. برای دو حالت تغییر خطی زتاپتانسیل، راندمان اختلاط به 86 درصد و برای تغییر سهموی زتاپتانسیل به 75 درصد افزایش می یابد. این در حالی است که با ثابت بودن زتاپتانسیل دیواره در ناحیه میانی، حداکثر راندمان اختلاط 64 درصد می باشد. در حالتی که تنها دیواره بالایی در ناحیه میانی دارای زتاپتانسیل می باشد، نتایج نشان داد که یک ناحیه گردابه ای در جریان ایجاد می گردد. این ناحیه گردابه ای باعث می شود تا راندمان اختلاط به حداکثر (100 درصد) برسد.
    کلید واژگان: ریزمخلوط گر, شبیه سازی عددی, ارنست-پلانک, ناویر-استوکس}
    Morteza Dallakehnejad, Seyed Ali Mirbozorgi *, Hamid Niazmand
    In this paper, the mixing efficiency in electroosmotic flow inside a micromixer is simulated numerically for different states of non-uniform wall Zeta potential. The geometry of flow is a two-dimensional channel between two parallel plates and the flow is assumed to be incompressible, steady and laminar. The governing equations, including a Laplace equation for the distribution of external electric potential, a Poisson equation for the distribution of electric double layer potential, the Nernst-Planck equation for the distribution of ions concentration, the species convection-diffusion equation, the modified Navier-Stokes equations for the fluid flow field, have been solved using the finite volume numerical method. In order to validate the numerical results, the analytical results of an ideal electroosmotic flow in where throughout the walls are charged is compared with the obtained numerical results. The numerical results show that, by linear-ascending, linear-descending and parabolic changes of the wall Zeta potential at the middle length of the microchannel, the mixing efficiency increases compared to a constant Zeta potential. For the cases of linear changing of Zeta potential, the mixing efficiency increases to 86% and for parabolic change of Zeta potential the mixing efficiency increases to 75%, while the Zeta potential is constant at middle length the maximum of mixing efficiency increases to 64%. In the case that only the upper wall at middle length is charged, the results show that a vortex region is created in the flow. This vortex region causes a maximum (100%) mixing efficiency.
    Keywords: Micromixer, Numerical Simulation, Nernst-Planck, Navier-Stokes}
  • جعفر جماعتی، علیرضا فراهی نیا، حمید نیازمند*
    در این مقاله اختلاط درون ریزمخلوطگرها تحت اثرات الکتروکنتیکی به صورت عددی مطالعه شده است. ریزمخلوطگر مورد مطالعه یک ریزمجرای تخت با خواص ناهمگن در دیواره می باشد که جریان الکترواسموتیک از آن عبور می کند. برای مدل سازی کامل این مسئله، معادلات به هم مرتبط ناویر-استوکس، ارنست-پلانک، پواسان-بولتزمن و معادله غلظت به ترتیب برای حرکت سیال، بارهای الکتریکی، توزیع میدان الکتریکی و غلظت حل می شوند. حل عددی این معادلات برای ریزمجراهای با زتاپتانسیل غیریکنواخت پیچیده و دشوار است. به همین دلیل مدل های ساده و تقریبی مانند مدل هلمهولتز-اسمولوکوفسکی نیز برای حل این جریان ها پیشنهاد شده است که بیشتر برای ریزمجراهای با خواص همگن معتبر هستند. اعتبار مدل هلمهولتز-اسمولوکوفسکی برای پیش بینی میدان های جریان دوبعدی به خوبی ارزیابی شده اما دقت آن برای میدان غلظت و راندمان اختلاط کمتر مورد بررسی قرار گرفته است. در این مقاله اختلاط ناشی از جریان الکترواسموتیک درون ریزمجرای ناهمگن با استفاده از معادلات ارنست-پلانک و نیز با استفاده از مدل تقریبی هلمهولتز-اسمولوکوفسکی به دست آمده و دقت مدل تقریبی هلمهولتز-اسمولوکوفسکی مورد ارزیابی قرار گرفته شده است. مقایسه نتایج دو مدل نشان می دهد که در شرایط مناسب مدل تقریبی می تواند با دقت قابل قبولی راندمان اختلاط را در طول ریزمخلوط گر پیش بینی نماید.
    کلید واژگان: اختلاط, ریزمخلوط گر, معادلات ارنست, پلانک, جریان الکترواسموتیک, مدل هلمهولتز, اسمولوکوفسکی}
    Jafar Jamaati, Ali Reza Farahinia, Hamid Niazmand*
    Mixing within electrokinetic micromixers is studied numerically in this article. The micromixer studied here is simply a heterogeneous parallel plate microchannel which is imposed to the electroosmotic flow field. For the thorough modeling of such flows, the coupled equations of Navier-Stokes, Nernst-Planck, Poisson-Boltzmann and concentration equations are solved for the flow motion, electric charges transport, electric field and species concentrations, respectively. Numerical solution of these set of equations for the heterogeneous microchannels is complicated and difficult. Therefore, a simple and approximate model such as Helmholtz-Smoluchowski has been proposed which is appropriate for the case of microchannels with the homogenous properties on the walls. Validation of Helmholtz-Smoluchowski model has been well-used for the prediction of two dimensional flow fields, yet its application is rarely validated for the prediction of concentration field and mixing performance. In this article mixing due to electroosmotic flow field is investigated using Nernst-Planck equations as well as Helmholtz-Smoluchowski models and the accuracy of the Helmholtz-Smoluchowski model is evaluated. Comparison of the results indicates that in the proper condition the approximate model can predict the mixing performance accurately along the micromixer length.
    Keywords: Mixing, Micromixer, Nernst, Planck Equations, Electroosmotic Flow, Helmholtz, Smoluchowski Model}
  • جعفر جماعتی، حمید نیازمند، سیدعلی میربزرگی
    در این مقاله اختلاط الکتروکینتیکی سه بعدی به روش عددی درون ریزمخلوط گرهای ساخته شده با ریزمجرای ناهمگن به صورت کیفی و کمی بررسی شده است. برای کاهش هزینه های محاسباتی در جریان های سه بعدی، شبیه سازی جریان الکترواسموتیک با استفاده از روش هلمهولتز- اسمولوکوفسکی (Helmholtz-Smoluchowski) انجام شده است. مطالعات قبلی برای پدیده ی اختلاط الکتروکینتیکی درون ریزمجراهای ناهمگن نشان داده است که وجود گردابه ها و نواحی دارای جریان چرخشی بسته همواره باعث بهبود راندمان اختلاط در جریان های دو بعدی می-گردد. اما بررسی های انجام شده در این مقاله برای ریزمخلوط گرهای سه بعدی نشان داد که همواره این اتفاق رخ نمی دهد و در برخی موارد وجود گردابه اثر افزایشی بر راندمان اختلاط ندارد. یافته های این مقاله نشان می دهد که میزان نامتقارنی در میدان جریان سیال عامل تعیین کننده در ایجاد اختلاط است. از آن جا که در جریان های سه بعدی امکان ایجاد نامتقارنی بیش تر وجود دارد لذا میزان راندمان اختلاط در جریان های سه بعدی در مقایسه با جریان های دوبعدی بیش تر است. مطالعه ی آرایش های متنوع سه بعدی برای ریزمخلوط گر الکترواسموتیکی نشان داد که بسته به آرایش ناهمگنی ها، راندمان اختلاط درون ریزمجرای ناهمگن در مقایسه با ریزمجرای همگن می تواند بهبود یابد و یا این که کاهش یابد. این نتایج تاکید می کند که بررسی دوبعدی اختلاط نمی تواند تمامی مزایای اختلاط درون ریزمجراهای ناهمگن را شرح دهد. یافته های این پژوهش می تواند در مدل سازی صحیح ریزمخلوط گرهای مورد استفاده در کاربردهای عملی به ویژه ریزتراشه های آزمایشگاهی (Lab-on-a-chip) مورد استفاده قرار گیرد.
    کلید واژگان: اختلاط سه بعدی, ریزمخلوط گر, جریان الکترواسموتیک, توزیع بار ناهمگن}
    J. Jamaati, H. Niazmand, S.A. Mirbozorgi
    Numerical investigation of 3D electrokinetic mixing through micromixer has performed both qualitatively and quantitatively. In order to reduce numerical expenses of 3D flows، we implement the Helmholtz-Smoluchowski method for the numerical modeling of electroosmotic flows. According to the previous study of electrokinetic mixing inside the heterogeneous microchannels، existence of the vortexes within the flow field always increase the mixing performance for 2D flows. However، investigations of 3D micromixers show that this increase does not happen for all the situations and in some cases، existence of the vortexes does not enhance the mixing performance. Findings of this research indicate that the asymmetry degree of the flow field pattern is the key parameter for the mixing performance. Within the 3D flow field، there are more opportunities to increase the asymmetries. Consequently، mixing performances of the 3D flows are much larger compared to those of 2D flows. Studies of various 3D cases for electroosmotic micromixer show that mixing performance can be improved or deteriorated depending on the arrangement of the heterogeneities over the microchannel walls. These results confirmed that 2D simulation of mixing could not explain the complete benefits of passive micromixers. These results can apply to the simulation of micromixers used in Lab-on-a-chip devises.
    Keywords: 3DMixing, micromixer, electroosmotic flow, non, homogenous charge pattern}
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال