近年來(lái),微納通道內(nèi)的流體流動(dòng)問(wèn)題由于其在生物傳感器、化學(xué)傳感器、熱控制系統(tǒng)、物質(zhì)的混合與分離、藥物傳輸、電化學(xué)能量轉(zhuǎn)換等方面的諸多應(yīng)用而受到了越來(lái)越多學(xué)者的關(guān)注.微納通道內(nèi)的流體流動(dòng)具有反應(yīng)速度較快以及所需試劑量較小等優(yōu)點(diǎn).在芯片實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)研究中,人們經(jīng)常會(huì)使用彎曲的微通道.這是因?yàn)?對(duì)于給定單位長(zhǎng)度的芯片,彎曲通道的有效軸向長(zhǎng)度通常比直通道的有效軸向長(zhǎng)度長(zhǎng).在微納尺度流動(dòng)的實(shí)際應(yīng)用中,通常都要求精確的流量控制.因此,我們有必要建立合理的彎曲微納通道內(nèi)的流體流動(dòng)的數(shù)學(xué)模型,并給出相應(yīng)的解.此外,微納通道內(nèi)的流體流動(dòng)可以根據(jù)其不同的驅(qū)動(dòng)機(jī)制而應(yīng)用到不同的方面.基于以上考慮,本文將給出具有矩形截面的彎曲微通道內(nèi)的電磁流動(dòng)的傳熱、傳質(zhì)分析以及彎曲納米通道內(nèi)的壓力驅(qū)動(dòng)流問(wèn)題的研究.通過(guò)理論分析和數(shù)值運(yùn)算,我們給出了彎曲矩形微納通道相比于直的矩形微納通道在提高能量轉(zhuǎn)化效率和降低熵產(chǎn)生等方面的優(yōu)勢(shì).我們將具體分為以下四個(gè)問(wèn)題來(lái)研究.(1)彎曲矩形微通道內(nèi)的電磁流的熵產(chǎn)生問(wèn)題.我們研究了彎曲矩形微通道內(nèi)的牛頓流體的電磁流動(dòng)及其傳熱問(wèn)題.首先,在蠕流的假設(shè)條件下,給出速度的解析解;然后,通過(guò)考慮恒定的...

【文章頁(yè)數(shù)】：89 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
符號(hào)說(shuō)明
第一章 緒論
    1.1 微納通道中流體流動(dòng)的研究現(xiàn)狀
        1.1.1 微通道內(nèi)的電磁流動(dòng)及其傳熱研究
        1.1.2 微通道內(nèi)的傳質(zhì)研究
        1.1.3 微納通道內(nèi)的電化學(xué)能量轉(zhuǎn)化效率的研究
    1.2 研究?jī)?nèi)容和文章結(jié)構(gòu)
    1.3 預(yù)備知識(shí)
        1.3.1 Maxwell流體的本構(gòu)方程
        1.3.2 具有矩形截面的彎曲微通道內(nèi)的電磁流動(dòng)
        1.3.3 納米通道內(nèi)的電動(dòng)能量轉(zhuǎn)換
第二章 彎曲矩形微通道內(nèi)的電磁流動(dòng)及其熵產(chǎn)生問(wèn)題
    2.1 問(wèn)題的模型建立
    2.2 問(wèn)題的求解
        2.2.1 速度場(chǎng)的解析解
        2.2.2 溫度場(chǎng)的數(shù)值解
        2.2.3 熵產(chǎn)分析
    2.3 結(jié)果與討論
    2.4 本章小結(jié)
第三章 彎曲矩形微通道內(nèi)的振蕩電磁流及其傳質(zhì)研究
    3.1 問(wèn)題的提出
    3.2 問(wèn)題的求解
        3.2.1 速度分布的解析解
        3.2.2 溶質(zhì)濃度的數(shù)值解
    3.3 結(jié)果與討論
    3.4 本章小結(jié)
第四章 彎曲矩形納米通道內(nèi)的電動(dòng)能量轉(zhuǎn)換效率
    4.1 問(wèn)題的提出
    4.2 問(wèn)題的求解
        4.2.1 雙電層電勢(shì)分布
        4.2.2 速度分布
        4.2.3 流向勢(shì)場(chǎng)
        4.2.4 電化學(xué)能量轉(zhuǎn)換效率
    4.3 結(jié)果與討論
    4.4 本章小結(jié)
第五章 高zeta勢(shì)下,steric效應(yīng)引起的彎曲矩形納米通道內(nèi)的電動(dòng)能量轉(zhuǎn)換效率的提高
    5.1 問(wèn)題的提出
    5.2 問(wèn)題的求解
        5.2.1 雙電層電勢(shì)分布
        5.2.2 速度分布
        5.2.3 流向勢(shì)場(chǎng)
        5.2.4 電動(dòng)能量轉(zhuǎn)換效率
    5.3 結(jié)果與討論
    5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀學(xué)位期間已完成的學(xué)術(shù)論文
攻讀學(xué)位期間參加的學(xué)術(shù)會(huì)議
攻讀學(xué)位期間主持或參與的科研項(xiàng)目
攻讀學(xué)位期間獲得的獎(jiǎng)勵(lì)
附錄 A
附錄 B
附錄 C



本文編號(hào)：3819185