| 中文摘要 | 第3-6页 |
| 英文摘要 | 第6-9页 |
| 1 绪论 | 第14-34页 |
| 1.1 微流控芯片 | 第14-16页 |
| 1.2 液滴式微流控芯片及其应用 | 第16-21页 |
| 1.3 液滴操控技术 | 第21-23页 |
| 1.4 光热效应操控液滴的研究现状 | 第23-31页 |
| 1.4.1 光热效应操控液滴的科学问题 | 第24-25页 |
| 1.4.2 光热效应操控液滴的研究现状 | 第25-27页 |
| 1.4.3 两相流动传热数值模拟方法 | 第27-30页 |
| 1.4.4 液滴微流控芯片的两相流动与传热数值模拟研究现状 | 第30-31页 |
| 1.4.5 已有研究不足 | 第31页 |
| 1.5 本文的研究工作及创新点 | 第31-34页 |
| 1.5.1 本文研究工作 | 第31-34页 |
| 2 光热效应调控液滴生成特性研究 | 第34-58页 |
| 2.1 引言 | 第34页 |
| 2.2 芯片制作及实验系统 | 第34-42页 |
| 2.2.1 芯片制作 | 第34-40页 |
| 2.2.2 实验系统搭建 | 第40-41页 |
| 2.2.3 实验误差分析 | 第41-42页 |
| 2.3 无光热效应的液滴的生成特性 | 第42-46页 |
| 2.3.1 液滴生成动态行为 | 第42-43页 |
| 2.3.2 连续相流量对液滴生产的影响 | 第43-44页 |
| 2.3.3 分散相流量对液滴生成的影响 | 第44-45页 |
| 2.3.4 定流量比下的流量对液滴生成的影响 | 第45-46页 |
| 2.4 光热效应调控液滴的生成特性 | 第46-55页 |
| 2.4.1 光热效应调控液滴生成动态行为 | 第46-48页 |
| 2.4.2 激光功率的影响 | 第48-49页 |
| 2.4.3 光斑位置的影响 | 第49-51页 |
| 2.4.4 连续相流量的影响 | 第51-53页 |
| 2.4.5 分散相流量的影响 | 第53-54页 |
| 2.4.6 定流量比下的流量影响 | 第54-55页 |
| 2.5 本章主要结论 | 第55-58页 |
| 3 光热效应驱动液滴迁移及聚合特性可视化实验研究 | 第58-74页 |
| 3.1 实验系统及方法 | 第58-59页 |
| 3.2 光热效应致热毛细对流诱导液滴迁移特性 | 第59-66页 |
| 3.2.1 动态过程分析 | 第59-61页 |
| 3.2.2 光斑位置的影响 | 第61-63页 |
| 3.2.3 激光功率的影响 | 第63-65页 |
| 3.2.4 液滴尺度的影响 | 第65-66页 |
| 3.3 光热效应驱动液滴聚合 | 第66-72页 |
| 3.3.1 固定光斑驱动液滴 | 第66-67页 |
| 3.3.2 移动光斑驱动液滴聚合 | 第67-69页 |
| 3.3.3 光斑移动速度对驱动液滴聚合的影响 | 第69-70页 |
| 3.3.4 液滴尺寸对驱动液滴聚合的影响 | 第70-71页 |
| 3.3.5 激光功率对驱动液滴聚合的影响 | 第71-72页 |
| 3.4 本章主要结论 | 第72-74页 |
| 4 非等温液滴聚合诱导自迁移特性数值模拟研究 | 第74-98页 |
| 4.1 模型与方法 | 第74-80页 |
| 4.1.1 模型建立 | 第74-75页 |
| 4.1.2 Volume of fluids (VOF)方法介绍 | 第75-77页 |
| 4.1.3 控制方程及边界条件 | 第77-78页 |
| 4.1.4 数值方法和网格独立性验证 | 第78-80页 |
| 4.2 结果分析 | 第80-96页 |
| 4.2.1 非等温液滴聚合动态行为 | 第80-84页 |
| 4.2.2 温差的影响 | 第84-86页 |
| 4.2.3 油相导热系数的影响 | 第86-88页 |
| 4.2.4 油相粘度的影响 | 第88-91页 |
| 4.2.5 液滴尺寸的影响 | 第91-93页 |
| 4.2.6 界面张力温度系数的影响 | 第93-96页 |
| 4.3 本章主要结论 | 第96-98页 |
| 5 光热效应加热悬浮液滴的传热与流动特性数值模拟研究 | 第98-122页 |
| 5.1 引言 | 第98页 |
| 5.2 模型描述 | 第98-104页 |
| 5.2.1 模型建立 | 第99-100页 |
| 5.2.2 控制方程 | 第100-101页 |
| 5.2.3 边界条件及算法选择 | 第101-102页 |
| 5.2.4 网格独立性验证 | 第102-103页 |
| 5.2.5 模型验证 | 第103-104页 |
| 5.3 结果与分析 | 第104-119页 |
| 5.3.1 流动及传热动态过程分析 | 第104-107页 |
| 5.3.2 激光功率的影响 | 第107-109页 |
| 5.3.3 光斑尺寸的影响 | 第109-111页 |
| 5.3.4 液滴尺寸的影响 | 第111-113页 |
| 5.3.5 油相导热系数的影响 | 第113-114页 |
| 5.3.6 油相粘度的影响 | 第114-116页 |
| 5.3.7 界面张力温度系数的影响 | 第116-119页 |
| 5.4 本章主要结论 | 第119-122页 |
| 6 光热效应加热微通道内液滴的流动与传热特性数值模拟研究 | 第122-142页 |
| 6.1 模型介绍 | 第122-125页 |
| 6.1.1 模型建立 | 第122-123页 |
| 6.1.2 控制方程 | 第123-124页 |
| 6.1.3 边界条件及求解器设置 | 第124-125页 |
| 6.1.4 网格独立性验证 | 第125页 |
| 6.2 结果与分析 | 第125-141页 |
| 6.2.1 微通道内液滴的流动与传热分析 | 第125-128页 |
| 6.2.2 激光功率的影响 | 第128-131页 |
| 6.2.3 光斑尺寸的影响 | 第131-134页 |
| 6.2.4 光斑位置的影响 | 第134-137页 |
| 6.2.5 载流速度的影响 | 第137-140页 |
| 6.2.6 激光照射方向的影响 | 第140-141页 |
| 6.3 本章主要结论 | 第141-142页 |
| 7 基于PCR应用的光热效应液滴式微流控芯片的热分析 | 第142-158页 |
| 7.1 传统PCR芯片 | 第142-143页 |
| 7.2 基于PCR应用的光热效应液滴式微流控芯片的设计 | 第143-145页 |
| 7.3 锚点及导轨工作原理及分析 | 第145-147页 |
| 7.4 激光加热液滴的传热分析 | 第147-155页 |
| 7.4.1 连续相的换热分析 | 第147-148页 |
| 7.4.2 液滴与连续相的传热分析 | 第148-153页 |
| 7.4.3 液滴传热的动态分析 | 第153-155页 |
| 7.5 PCR温度循环 | 第155-157页 |
| 7.6 本章主要结论 | 第157-158页 |
| 8 结论与展望 | 第158-162页 |
| 8.1 全文总结 | 第158-160页 |
| 8.2 本文主要创新点 | 第160页 |
| 8.3 后续工作展望 | 第160-162页 |
| 致谢 | 第162-164页 |
| 参考文献 | 第164-176页 |
| 附录 | 第176-178页 |
| A 作者在攻读博士学位期间发表及撰写的论文目录 | 第176-177页 |
| B 作者在攻读博士学位期间参与加的学术会议 | 第177-178页 |
| C 作者在攻读博士学位期间授权及申请的专利目录 | 第178页 |
| D 作者在攻读博士学位期间参与的科研项目 | 第178页 |
| E 作者在攻读博士学位期间获得的奖励 | 第178页 |
