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基于交流动电效应的微流体和微粒子输运数值模拟研究

摘要第4-7页
ABSTRACT第7-9页
1 绪论第16-30页
    1.1 选题背景第16-19页
    1.2 交流动电效应在微流控芯片中的研究现状第19-26页
        1.2.1 微电极对阵列结构第19-20页
        1.2.2 交流电渗第20-23页
        1.2.3 交流电热第23-24页
        1.2.4 介电电泳和微纳米粒子操控第24-26页
    1.3 微流体动电理论研究的主要特点第26-28页
    1.4 问题提出及主要内容第28-30页
2 基于非对称圆环电极对阵列的交流电渗微泵同时驱动和混合的数值研究第30-74页
    2.1 引言第30-31页
    2.2 交流电渗效应产生机制第31-37页
        2.2.1 双电层的产生第32-33页
        2.2.2 交流电渗效应产生机制第33-34页
        2.2.3 平面电极表面双电层的电势分布及其等效电容第34-36页
        2.2.4 电极表面电流守恒方程第36页
        2.2.5 电极表面电渗滑移速度第36-37页
    2.3 圆环电极交流电渗微泵理论模型第37-43页
        2.3.1 几何模型第38-39页
        2.3.2 等效空心圆柱电容第39-40页
        2.3.3 线性泊松-玻尔兹曼模型第40-42页
        2.3.4 浓度场的对流-扩散方程第42-43页
    2.4 数值计算第43-48页
        2.4.1 参数第43-47页
        2.4.2 模型验证第47-48页
    2.5 结果与分析第48-73页
        2.5.1 电极表面电渗滑移速度分布第48-51页
        2.5.2 流场分布第51-53页
        2.5.3 流速模拟与实验结果对比第53-54页
        2.5.4 驱动流速的影响因素第54-62页
        2.5.5 浓度场的分布第62-66页
        2.5.6 涡度场的分布第66-67页
        2.5.7 混合效率的影响因素第67-69页
        2.5.8 PnMm电极设计第69-73页
    2.6 本章小结第73-74页
3 基于非对称螺旋电极对的交流电热微泵同时驱动和混合的数值研究第74-100页
    3.1 引言第74-75页
    3.2 螺旋电极交流电热微泵理论模型第75-81页
        3.2.1 几何模型第75-76页
        3.2.2 交流电热理论第76-81页
        3.2.3 浓度场的对流-扩散方程第81页
    3.3 数值计算第81-86页
        3.3.1 边界条件和参数第81-83页
        3.3.2 收敛性和可靠性分析第83-86页
    3.4 结果与分析第86-99页
        3.4.1 电势和温度场分布第86-89页
        3.4.2 速度场分布第89-91页
        3.4.3 混合浓度分布第91-93页
        3.4.4 涡旋场分布及同时驱动和混合机制的解释第93-95页
        3.4.5 几何参数和螺旋倾角的影响第95-97页
        3.4.6 交变频率的影响第97-99页
    3.5 本章小结第99-100页
4 基于非对称圆环电极对阵列的交流动电微泵对微粒子同时输运和聚集的数值研究第100-124页
    4.1 引言第100-101页
    4.2 圆环电极交流动电技术对微纳米粒子的输运和聚集的理论模型第101-106页
        4.2.1 几何模型第101页
        4.2.2 介电电泳力及对各种作用力第101-106页
        4.2.3 粒子运动方程第106页
    4.3 数值计算第106-110页
        4.3.1 圆环电极ACEO和DEP微泵的边界条件和参数第106-108页
        4.3.2 圆环电极ACET和DEP微泵的边界条件和参数第108-110页
    4.4 结果与分析第110-123页
        4.4.1 结合交流电渗和负介电电泳效应对微粒子同时驱动和聚集第110-116页
        4.4.2 结合交流电热和负介电电泳效应对微纳米粒子同时输运和聚集第116-122页
        4.4.3 粒子半径对各个作用力大小的影响第122-123页
    4.5 本章小结第123-124页
5 总结与展望第124-127页
    5.1 总结第124-125页
    5.2 展望第125-127页
参考文献第127-138页
个人简历第138-139页
致谢第139页

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