不同拓扑衍生结构微混合器的仿真与分析

• 作者: 刘贵亚 张宇 李民权 罗军 赵超 黄成军
• 来源期刊: 微纳电子技术
• 学科: 工学
• 关键词: 微流体混合器 雷诺数 扩展腔 方波型 有限元方法
• 年，卷（期）: 2015,（10）
• 所属期刊栏目: MEMS与传感器
• 页码范围: 633-638,680
• 分类号: O35|TH703
• 语种: 中文
• DOI: 10.13250/j.cnki.wndz.2015.10.005

摘要

采用微电子机械加工技术,以简单易加工的传统T型直通道微混合器为基础,提出了由其衍生的3种新型的微器件结构,即T型方波通道、T型方波通道带扩展腔和T+Y型四通道微混合器.利用有限元方法建立目标模型,系统地研究和比较了这4种微混合器内流体的流动特性和混合效率.研究结果表明,相较于T型直通道微混合器,方波型通道微混合器能有效地产生涡流,提升混合效率.而周期性扩展腔的引入,进一步加强了这种效果.同时发现,T+Y型的四通道微混合器相较于传统的两通道微混合器,能极大地提升器件性能.通过模型演进和结构优化,在讨论了混合器几何结构参数变动对管内流体流动特性和混合效率的影响基础上,最终得到一种结构简单、易于加工、能在低雷诺数下实现高混合效率的新型微混合器设计.