基于T型通道剪切法微液滴形成机制的CFD数值模拟
| 摘要 | 第5-7页 |
| Abstract | 第7-8页 |
| 1 绪论 | 第15-23页 |
| 1.1 微液滴技术简介 | 第15-16页 |
| 1.2 微流控芯片中微液滴制备的研究现状 | 第16-17页 |
| 1.3 T型通道法微液滴制备的机理研究现状 | 第17-19页 |
| 1.4 T型通道法微液滴制备的CFD模拟研究现状 | 第19-20页 |
| 1.5 研究目的及意义 | 第20页 |
| 1.6 研究内容 | 第20-21页 |
| 1.7 论文结构 | 第21页 |
| 1.8 本章小结 | 第21-23页 |
| 2 CFD技术与微液滴生成的求解模型 | 第23-35页 |
| 2.1 CFD技术介绍 | 第23页 |
| 2.2 VOF模型 | 第23-27页 |
| 2.2.1 VOF模型中自由界面的定义及控制方程 | 第24-26页 |
| 2.2.2 VOF模型在CFD中的应用方法 | 第26-27页 |
| 2.3 流体控制方程 | 第27-33页 |
| 2.3.1 质量守恒方程 | 第27-28页 |
| 2.3.2 Navier-Stokes方程 | 第28-32页 |
| 2.3.3 能量守恒方程 | 第32-33页 |
| 2.4 本章小结 | 第33-35页 |
| 3 微液滴形成过程的CFD研究方法 | 第35-45页 |
| 3.1 微通道设计及网格划分 | 第35-37页 |
| 3.1.1 微通道设计 | 第35-36页 |
| 3.1.2 划分网格及边界类型设定 | 第36-37页 |
| 3.2 Fluent求解过程 | 第37-38页 |
| 3.3 实验图像处理 | 第38-44页 |
| 3.3.1 图像输出 | 第39-40页 |
| 3.3.2 图像处理 | 第40页 |
| 3.3.3 液滴大小的表征 | 第40-44页 |
| 3.4 本章小结 | 第44-45页 |
| 4 微压力检测系统设计 | 第45-63页 |
| 4.1 数据处理滤波算法 | 第45-49页 |
| 4.1.1 卡尔曼滤波算法 | 第46-47页 |
| 4.1.2 卡尔曼滤波算法的数值模拟 | 第47-49页 |
| 4.2 微压力检测系统的硬件结构 | 第49-55页 |
| 4.2.1 MCU | 第49-50页 |
| 4.2.2 复位电路 | 第50页 |
| 4.2.3 电源 | 第50-51页 |
| 4.2.4 USB串口 | 第51页 |
| 4.2.5 BOOT | 第51-52页 |
| 4.2.6 系统电源指示灯 | 第52页 |
| 4.2.7 压力检测模块 | 第52-53页 |
| 4.2.8 人机交互模块 | 第53-55页 |
| 4.3 微压力检测系统的误差补偿 | 第55-59页 |
| 4.4 微压力检测系统的标定 | 第59-60页 |
| 4.5 系统运行测试 | 第60-61页 |
| 4.6 本章小结 | 第61-63页 |
| 5 微液滴形成机制的CFD模拟 | 第63-79页 |
| 5.1 VOF模型的准确性验证 | 第64页 |
| 5.2 微通道润湿性的影响 | 第64-66页 |
| 5.3 连续相流速的影响 | 第66-68页 |
| 5.4 连续相黏度的影响 | 第68-70页 |
| 5.5 两相间界面张力的影响 | 第70-71页 |
| 5.6 通道宽度的影响 | 第71-72页 |
| 5.7 通道入口压力的影响 | 第72页 |
| 5.8 微液滴生成规律的实验研究 | 第72-77页 |
| 5.8.1 液相等速变化对液滴的影响 | 第73-74页 |
| 5.8.2 液相非等速变化对液滴的影响 | 第74-75页 |
| 5.8.3 芯片通道尺寸对液滴制备的影响 | 第75-76页 |
| 5.8.4 微液滴制备的规律计算分析 | 第76-77页 |
| 5.9 本章小结 | 第77-79页 |
| 结论与展望 | 第79-81页 |
| 参考文献 | 第81-85页 |
| 致谢 | 第85-87页 |
| 作者简介及读研期间主要科研成果 | 第87页 |
