【摘要】：以叉指電極陣列為例,分別建立對(duì)稱(chēng)物理場(chǎng)、非對(duì)稱(chēng)物理場(chǎng)和行波物理場(chǎng)的有限元模型,求解三種情況物理場(chǎng)下微通道中的電場(chǎng)、流場(chǎng)、溫度場(chǎng)和介電泳力的分布,分析交流電熱流場(chǎng)的對(duì)流與傳質(zhì)過(guò)程對(duì)流場(chǎng)中微納粒子介電泳的影響規(guī)律和干預(yù)方式。結(jié)果表明,對(duì)稱(chēng)物理場(chǎng)和非對(duì)稱(chēng)物理場(chǎng)內(nèi)部均產(chǎn)生漩渦式擾動(dòng),增強(qiáng)了流場(chǎng)的對(duì)流與傳質(zhì),可將處于介電泳有效作用范圍之外的微納粒子輸送至電極附近區(qū)域,擴(kuò)展了介電泳的實(shí)際有效作用區(qū)域。行波叉指電極陣列構(gòu)建的流場(chǎng)則無(wú)明顯漩渦,但行波物理場(chǎng)中介電泳力的衰減較慢,電極厚度60倍高度處衰減為10%,顯著提高了對(duì)微納粒子的操控和輸送能力。
[Abstract]:The finite element models of symmetric physical field, asymmetric physical field and traveling wave physical field are established to solve the distribution of electric field, flow field, temperature field and dielectric electrophoretic force in the microchannel under three kinds of physical fields, taking the cross finger electrode array as an example. The effects of microparticle electrophoresis on the convection and mass transfer in the alternating current heat field were analyzed. The results show that both the symmetric physical field and the asymmetric physical field produce vortex disturbance, which enhances the convection and mass transfer of the flow field, and can transport the micro- and nanocrystalline particles which are outside the effective range of the dielectric electrophoresis to the region near the electrode. The practical effective area of dielectric electrophoresis is expanded. The flow field constructed by the traveling wave cross finger electrode array has no obvious swirl, but the attenuation of the intermediate electrophoretic force in the traveling wave physical field is relatively slow, and the electrode thickness at 60 times the height of the electrode decreases to 10, which significantly improves the handling and transport ability of the micro and nano particles.
【作者單位】： 河北工業(yè)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院;河北工業(yè)大學(xué)機(jī)器人及自動(dòng)化研究所;河北工業(yè)大學(xué)河北省智能傳感與人機(jī)融合重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金(51505123,51605136) 河北省自然科學(xué)基金(E2015202194) 河北省科技支撐計(jì)劃(15271704) 中國(guó)博士后基金(2015M580190) 河北省青年拔尖人才計(jì)劃(BJ2014014)資助項(xiàng)目
【分類(lèi)號(hào)】：TN492

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前3條

1 TAO Ye;REN Yukun;YAN Hui;JIANG Hongyuan;;Continuous Separation of Multiple Size Microparticles using Alternating Current Dielectrophoresis in Microfluidic Device with Acupuncture Needle Electrodes[J];Chinese Journal of Mechanical Engineering;2016年02期

2 李?yuàn)檴?任玉坤;劉曉竹;侯珍秀;姜洪源;;交流電場(chǎng)增強(qiáng)的牛副結(jié)核快速血清免疫檢測(cè)[J];中國(guó)科學(xué):技術(shù)科學(xué);2014年02期

3 費(fèi)飛;曲艷麗;李文榮;董再勵(lì);;基于介電泳的電極陣列電場(chǎng)仿真研究[J];計(jì)算機(jī)仿真;2008年02期

【共引文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前6條

1 閆姿姿;李?yuàn)檴?李銘浩;張明航;李鐵軍;戴士杰;;交流電熱流場(chǎng)對(duì)微納粒子介電泳行為的影響[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2017年14期

2 李文;安立寶;;碳納米管介電電泳精確及可控組裝技術(shù)[J];高分子通報(bào);2016年08期

3 陳琰;安立寶;;碳納米管介電電泳組裝數(shù)學(xué)模型及影響參數(shù)[J];材料導(dǎo)報(bào);2014年S2期

4 張洋;張曉飛;譚秋林;孫東;;細(xì)胞連續(xù)分離介電泳芯片中的焦耳熱數(shù)值研究[J];計(jì)算機(jī)仿真;2014年08期

5 劉順東;張鴻雁;沈萍;崔海航;;基于介電電泳的微尺度顆粒分離研究進(jìn)展[J];微納電子技術(shù);2012年04期

6 陳慧英;張鶴騰;于樂(lè);;利用空心微球和介電泳去除水中Pb~(2+)[J];環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào);2010年04期

【二級(jí)參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 REN Yukun;LI Bin;JIANG Hongyuan;;Control of the Dielectric Microrods Rotation in Liquid by Alternating Current Electric Field[J];Chinese Journal of Mechanical Engineering;2014年03期

2 REN Yukun;WU Hongchi;FENG Guojing;HOU Likai;JIANG Hongyuan;;Effects of Chip Geometries on Dielectrophoresis and Electrorotation Investigation[J];Chinese Journal of Mechanical Engineering;2014年01期

3 ;Rarefaction and Temperature Gradient Effect on the Performance of the Knudsen Pump[J];Chinese Journal of Mechanical Engineering;2012年04期

4 潘建章;方群;;微流控床邊檢驗(yàn)系統(tǒng)的流體操控方法研究進(jìn)展[J];分析化學(xué);2012年01期

5 姜洪源;任玉坤;陶冶;;Microwire formation based on dielectrophoresis of electroless gold plated polystyrene microspheres[J];Chinese Physics B;2011年05期

6 朱曉璐;尹芝峰;高志強(qiáng);倪中華;;基于光誘導(dǎo)介電泳的微粒子過(guò)濾、輸運(yùn)、富集和聚焦的實(shí)驗(yàn)研究[J];中國(guó)科學(xué):技術(shù)科學(xué);2011年03期

7 ;Manipulation of gold coated microspheres using electrorotation[J];Science China(Technological Sciences);2011年03期

8 姜洪源;李?yuàn)檴?侯珍秀;任玉坤;孫永軍;;非對(duì)稱(chēng)電極表面微觀形貌對(duì)交流電滲流速的影響[J];物理學(xué)報(bào);2011年02期

9 秦建華;劉婷姣;林炳承;;微流控芯片細(xì)胞實(shí)驗(yàn)室[J];色譜;2009年05期

10 劉素芬,傅新,楊華勇;三維交叉導(dǎo)流式微型靜態(tài)混合器的研究[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2005年04期

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 許靜;趙湛;劉泳宏;;集成阻抗識(shí)別的介電泳芯片設(shè)計(jì)及其關(guān)鍵工藝[J];儀表技術(shù)與傳感器;2011年11期

2 任玉坤;敖宏瑞;顧建忠;姜洪源;Antonio Ramos;;面向微系統(tǒng)的介電泳力微納粒子操控研究[J];物理學(xué)報(bào);2009年11期

3 許靜;趙湛;劉泳宏;;微全分析系統(tǒng)中的介電泳技術(shù)發(fā)展[J];儀表技術(shù)與傳感器;2009年S1期

4 朱樹(shù)存;易紅;倪中華;;實(shí)時(shí)可重構(gòu)的共面型光誘導(dǎo)介電泳微操縱平臺(tái)[J];儀器儀表學(xué)報(bào);2008年06期

5 許靜;趙湛;劉泳宏;方震;杜利東;耿道渠;;緩沖液成分對(duì)介電泳力的影響[J];儀表技術(shù)與傳感器;2009年S1期

6 費(fèi)飛;曲艷麗;李文榮;董再勵(lì);;基于介電泳的電極陣列電場(chǎng)仿真研究[J];計(jì)算機(jī)仿真;2008年02期

7 劉泳宏;趙湛;;基于NEMS技術(shù)的介電泳芯片及其關(guān)鍵工藝問(wèn)題的研究[J];傳感技術(shù)學(xué)報(bào);2006年05期

8 蔣珂瑋;劉偉景;萬(wàn)麗娟;張健;;對(duì)于氧化鋅棒狀結(jié)構(gòu)的介電泳操控研究[J];傳感技術(shù)學(xué)報(bào);2008年07期

9 王淑娥;曲艷麗;董再勵(lì);楊洋;周磊;;基于介電泳機(jī)理的金納米顆粒傳感器裝配方法[J];微納電子技術(shù);2011年12期

10 許靜;趙湛;方震;劉泳宏;杜利東;耿道渠;;基于介電泳誘捕與阻抗測(cè)量的三維網(wǎng)格型生物傳感器的研究[J];分析化學(xué);2011年03期

相關(guān)會(huì)議論文 前5條

1 陳波;吳健康;;介電泳顆粒的相互作用和細(xì)胞珍珠鏈現(xiàn)象[A];中國(guó)力學(xué)大會(huì)——2013論文摘要集[C];2013年

2 劉偉景;張健;萬(wàn)麗娟;蔣珂瑋;;納米結(jié)構(gòu)在微納傳感器應(yīng)用中的介電泳操控研究[A];第六屆中國(guó)功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（6）[C];2007年

3 任玉坤;姜洪源;;基于金屬/溶液界面雙電層效應(yīng)的金屬粒子反常規(guī)介電泳特征[A];中國(guó)力學(xué)大會(huì)——2013論文摘要集[C];2013年

4 于鵬;李明林;董再勵(lì);周磊;劉柱;;基于行波介電泳原理的微粒操縱系統(tǒng)及實(shí)驗(yàn)研究[A];2008中國(guó)儀器儀表與測(cè)控技術(shù)進(jìn)展大會(huì)論文集（Ⅰ）[C];2008年

5 任春平;;利用弧狀電極產(chǎn)生步進(jìn)電場(chǎng)之介電泳細(xì)胞預(yù)濃縮晶片[A];2010年第四屆微納米海峽兩岸科技暨納微米系統(tǒng)與加工制備中的力學(xué)問(wèn)題研討會(huì)摘要集[C];2010年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 Muhammad Rizwan Malik;[D];華中科技大學(xué);2011年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 韓萍;介電泳研究細(xì)胞介電響應(yīng)規(guī)律、分離及重金屬毒作用機(jī)理[D];中央民族大學(xué);2008年

2 索燦;ZnO一維納米材料制備、修飾、介電泳操控及氣敏傳感器構(gòu)建研究[D];鄭州大學(xué);2015年

3 錢(qián)成;面向細(xì)胞位姿調(diào)節(jié)的介電泳操作機(jī)理分析與實(shí)驗(yàn)研究[D];蘇州大學(xué);2015年

4 周培林;AFM探針誘導(dǎo)介電泳的三維納米操作與裝配[D];沈陽(yáng)理工大學(xué);2015年

5 胡婧;吸附—介電泳法去除水中氨氮的工藝及機(jī)理研究[D];中央民族大學(xué);2015年

6 袁君凱;復(fù)雜微通道中利用直流介電泳連續(xù)分離微粒[D];上海交通大學(xué);2014年

7 馮奇亮;基于介電泳技術(shù)的連續(xù)流細(xì)胞操控與分離芯片研究[D];太原理工大學(xué);2016年

8 雷建平;基于介電泳的石墨烯傳感器的制造和檢測(cè)應(yīng)用研究[D];東南大學(xué);2015年

9 方明;粒子連續(xù)分離介電泳微流控芯片的研究[D];中北大學(xué);2016年

10 全運(yùn)臨;分片式介電泳芯片微米粒子操控的關(guān)鍵技術(shù)研究[D];東南大學(xué);2015年

，

本文編號(hào)：2370400