圆截面直流道中微粒黏弹性聚焦机理研究?

• 作者: 倪中华 戴卿 程洁 项楠
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: 黏弹性 粒子聚焦 非牛顿流体 微流道
• 年，卷（期）: 2015,（15）
• 所属期刊栏目: 电磁学、光学、声学、传热学、经典力学和流体动力学
• 页码范围: 154703-1-154703-10
• 页数: 1页
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.64.154703

摘要

微粒黏弹性聚焦技术近年来受到了广泛的研究重视，但影响粒子聚焦特性的关键参数调控机理仍不清楚。基于此目的，本文量化研究了圆截面直流道中非牛顿流体诱导微粒黏弹性聚焦的行为，给出了流速和流道长度对粒子聚焦特性的调控机理。具体而言：首先，对比分析不同黏度牛顿流体(水和22 wt%甘油水溶液)和非牛顿流体(8 wt%聚乙烯吡咯烷酮水溶液)中粒子横向迁移行为，发现非牛顿流体中粒子将在弹性力主导下聚焦至流道中心区域，而牛顿流体中粒子则在惯性升力主导下迁移形成Segré–Silberberg圆环。其次，量化分析粒子尺寸和驱动流速对黏弹性聚焦效果的影响，发现随着流速的增加，粒子聚焦效果逐渐变好并最终趋于稳定，且大粒子较小粒子具有更好的聚焦效果。最后，研究粒子沿流道长度的动态聚焦过程，推导并验证了粒子聚焦所需安全流道长度的数学模型，发现大粒子聚焦所需安全流道长度显著短于小粒子。上述研究结果对于提升粒子黏弹性聚焦机理和过程的理解，实现微粒聚焦特性的灵活控制具有非常重要的意义。

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	程洁	东南大学机械工程学院江苏省微纳生物医疗器械设计与制造重点实验室	17	171	8.0	13.0
2	倪中华	东南大学机械工程学院江苏省微纳生物医疗器械设计与制造重点实验室	147	1524	22.0	30.0
3	项楠	东南大学机械工程学院江苏省微纳生物医疗器械设计与制造重点实验室	8	20	3.0	4.0
4	戴卿	东南大学机械工程学院江苏省微纳生物医疗器械设计与制造重点实验室	1	2	1.0	1.0