近些年來隨著微細加工技術的快速發(fā)展,在生物醫(yī)學領域,微流控芯片、生物微型器件、微型醫(yī)療機器人等微型設備應運而生,推動醫(yī)學研究從宏觀表象向微觀本質發(fā)展,從而實現(xiàn)對疾病的準確診斷和有效治療。而微型設備的設計、制造與應用的核心問題之一是微通道內大分子懸浮液的流動特性,目前的研究主要在等溫系統(tǒng)下進行分析,而從熱力學角度分析的相關研究很少,其中熱量交換與傳遞對大分子懸浮液運動行為的影響廣泛存在于微型設備中。因此,探索熱與大分子耦合的復雜動力學問題對推動生物工程和醫(yī)療科學的進步具有重要意義。本文選用能量守恒耗散粒子動力學方法,研究復雜熱條件下微通道內大分子懸浮液的流動特性,在流體流動方向施加周期性邊界模型,在流固界面采用無滑移邊界條件與麥克斯韋反射融合的邊界模型,大分子采用蠕蟲鏈模型,主要研究內容和重要結論如下:（1）提出一種適用于非等溫系統(tǒng)的冪律函數(shù)。目前大分子懸浮液的流體屬性未考慮溫度的變化,基于Navier-Stokes方程推導出的等溫系統(tǒng)下經(jīng)典冪律函數(shù)（冪律指數(shù)n=1為牛頓流體,n≠1為冪律流體）,進一步引入溫度與流體粘度間的關系,修正了原有的冪律函數(shù),并通過溫度梯度作用下大分子懸浮液的速... 

【文章來源】：中北大學山西省

【文章頁數(shù)】：98 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

微流控芯片

圖 1.1 微流控芯片 圖 1.2 微針微流控芯片是運用在介尺度空間下對流體進行操控的技術[9]，將樣品提取、前期處理、化學反應、待測物質的提取與分析等生物醫(yī)學實驗室的功能集合在一起的芯片，即所謂的芯片實驗室(Lab-on-A-Chip)[10]。微流控芯片可根據(jù)具體的檢測需求在微型操作臺上對各功能單元選取與搭配，擁有靈活度高、質量低、檢測效率與精度高、體積小、適用范圍廣等優(yōu)點，受到生物醫(yī)學工作者的青睞，在醫(yī)療設備制造、生物工程、醫(yī)學研究

中北大學學位論文大分子懸浮液流動屬于介尺度流動問題，其研究往往需至微觀尺度的時間和空間流體動力學特征。傳統(tǒng)的網(wǎng)格不再適用，因為其處理大變形時極易發(fā)生網(wǎng)格畸變和纏增加計算成本甚至還可能導致分析失敗。分子動力17]雖然可以較好的表現(xiàn)微觀特性，但是以目前的計算能度只局限于納秒和納米級，無法模擬介觀尺度量級。因展。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]高分子鏈在微通道剪切流中的遷移機制及濃度的影響[J]. 許少鋒,汪久根.  高分子學報. 2015(03)
[2]偏心圓環(huán)中對流換熱的耗散粒子動力學研究[J]. 曹知紅,羅康,易紅亮,談和平.  工程熱物理學報. 2014(09)
[3]微通道中高分子運動的耗散粒子動力學模擬[J]. 周呂文,劉謀斌,常建忠.  高分子學報. 2012(07)
[4]耗散粒子動力學中Lees-Edwards邊界條件的實施[J]. 陳碩,金亞斌,張明焜,尚智.  同濟大學學報(自然科學版). 2012(01)
[5]光滑粒子動力學方法的發(fā)展與應用[J]. 劉謀斌,宗智,常建忠.  力學進展. 2011(02)
[6]光滑粒子動力學方法中粒子分布與數(shù)值穩(wěn)定性分析[J]. 劉謀斌,常建忠.  物理學報. 2010(06)
[7]基于壓力流場的DNA動態(tài)特性分析[J]. 左春檉,冀封,曹倩倩,李春芳.  機械工程學報. 2008(09)
[8]雙重網(wǎng)格的Lattice Boltzmann方法[J]. 王興勇,索麗生,程永光,劉德有.  河海大學學報(自然科學版). 2003(01)



本文編號：3585614