微流體泵是生物芯片的核心流體驅(qū)動(dòng)部件,它的結(jié)構(gòu)及泵送特性直接影響著整個(gè)芯片系統(tǒng)的工作效率和應(yīng)用范圍。因此對(duì)它進(jìn)行研究意義深遠(yuǎn)。目前,微流體泵種類已經(jīng)不少,鑒于無(wú)閥壓電擴(kuò)散管微流體泵具有易加工、壽命長(zhǎng)、低成本、適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn),本文應(yīng)用數(shù)值模擬方法對(duì)其流動(dòng)特性進(jìn)行了深入研究。本文應(yīng)用淺水波浪模型對(duì)無(wú)閥擴(kuò)散管微流體泵的周期性流動(dòng)進(jìn)行厚度平均近似, 并采用有限元/壓強(qiáng)修正法求解二維周期性變化的流場(chǎng)、定量計(jì)算微泵流量及研究其逆壓泵送特性。計(jì)算結(jié)果顯示:（1）在微泵進(jìn)出口擴(kuò)散管的過(guò)流截面上流速有相位差和回流現(xiàn)象;（2）在壓電膜周期振動(dòng)的特定時(shí)間段,腔體和擴(kuò)散管相接處出現(xiàn)明顯的漩渦流動(dòng);（3）周期性變化的速度和壓強(qiáng)之間存在相位差,即同頻率而不同相位;（4）微流體泵的定向凈流量主要來(lái)自于Navier-Stokes方程的非線性。而且,本文還定量計(jì)算研究了微泵擴(kuò)散管幾何尺寸、壓電膜驅(qū)動(dòng)特性以及流體粘性對(duì)微流體泵特性的影響,得出以下結(jié)論:（1）微流體泵存在一個(gè)最佳的擴(kuò)散管長(zhǎng)度;（2）擴(kuò)散管小口端橫截面形狀設(shè)計(jì)為正方形是提高微泵流量的一個(gè)有效途徑;（3）增加擴(kuò)散管長(zhǎng)度、提高壓電膜振幅、縮小擴(kuò)散管橫截面積都可... 

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高集成化納升級(jí)DNA分析芯片

加工工藝的高難度而逐漸失去競(jìng)爭(zhēng)力；相反，無(wú)閥微流工工藝而較具應(yīng)用潛力。同時(shí)，微型無(wú)閥微流體泵具有設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)，因此成為集成化設(shè)計(jì)的首選，其流動(dòng)特性預(yù)測(cè)，易于形成系列化產(chǎn)品。可以說(shuō)，在微流量系統(tǒng)中。下面分別就目前幾種主要的微流體泵的結(jié)構(gòu)、原理和：基于表面電致親水效應(yīng)（CEW）表面張力微泵工作原理示性改變液體金屬兩端的表面張力來(lái)趨動(dòng)液體運(yùn)動(dòng)的。起解液的毛細(xì)管里電荷沿 x方向均勻分布。如果在兩個(gè)電極之溶液之間的電位勢(shì)沿x方向發(fā)生改變，這誘導(dǎo)電荷重新分金屬比低電荷密度區(qū)域的液體金屬具有較強(qiáng)的可浸潤(rùn)性的表面張力小于左面的表面張力。此表面張力梯度導(dǎo)致液

達(dá)到泵送流體的目的。熱驅(qū)動(dòng)微泵：熱驅(qū)動(dòng)微泵是利用流體的熱特性，例如熱脹冷縮或者相變來(lái)驅(qū)動(dòng)工作流體。圖1.3為相變型熱驅(qū)動(dòng)微泵工作原理示意圖[6,7]。相變型熱驅(qū)動(dòng)微泵是利用微細(xì)通道中流體熱慣性小這一特點(diǎn), 通過(guò)進(jìn)行循環(huán)周期性加熱使管內(nèi)流體發(fā)生相變而實(shí)現(xiàn)泵送。在定常流動(dòng)假設(shè)的條件下, 曲線1 表示當(dāng)細(xì)管中無(wú)氣體段時(shí), 液體在高壓PO的驅(qū)動(dòng)下流向低壓端P I , 壓強(qiáng)呈線性分布；當(dāng)管內(nèi)存在一氣體段, 而且氣體段相對(duì)液體無(wú)運(yùn)動(dòng)時(shí), 管內(nèi)的壓強(qiáng)分布呈曲線2 所示； 若氣體段相對(duì)液體反方向運(yùn)動(dòng)


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