یک روش جدید برای کاهش زمان شکست قطرات در میکروکانال T-شکل متقارن

حرکت قطرات در میکروکانال­ها در زمینه­های علمی و صنعتی متنوعی مانند مهندسی بیولوژیک، آزمایشگاه روی تراشه، انتقال دارو و کپسول­ سازی مشاهده می­ شود. در پژوهش حاضر، فرآیند شکست قطره در میکروکانال T-شکل  بوسیله نرم­افزار متن باز جریس شبیه­ سازی می­شود. به ­منظور اعتبارسنجی نتایج عددی حاضر، نتایج با تحقیقات آزمایشگاهی و عددی محققان پیشین ارزیابی می­ شوند. مقایسه بین نتایج نشان می­دهد که شبیه­سازی حاضر تطابق خوبی با مطالعات گذشته دارند. اثر حضور یک مانع نیم ­دایره ­ای در اعداد کاپیلاری مختلف (۰۱۹/ ۰۰۶/۰) و نسبت طول اولیه بی­بعد قطره متفاوت (۴ و ۳ ،۲L*=) روی الگوی جریان و زمان شکست قطره مادر در میکروکانال T-شکل مورد بررسی قرار می­گیرد. نتایج نشان می­دهد، با یک اصلاح ساده روی هندسه میکروکانال T-شکل متقارن، شکست قطره مادر در مقایسه هندسه T-شکل متقارن معمولی سریع تر اتفاق می ­افتد. برای نمونه، درعدد کاپیلاری ۰۱/۰ برای نسبت بی­بعد طول اولیه ۳،۲ و۴ با حضور مانع به ترتیب زمان شکست قطره مادر تقریبا۷۵%، ۴۵% و ۳۲% کاهش می­ یابد. همچنین، با افزایش عدد کاپیلاری در هر نسبت بی­بعد طول اولیه قطره، زمان شکست قطره کاهش می یابد.

کلیدواژه ها:

Microfluidics ، Symmetric T-junction microchannel ، Gerris open-source software ، Volume of fluid method. ، حجم سیال ، میکرو کانال T-شکل متقارن ، شکست قطره ، نرم افزار متن باز جریس ، مدل حجم سیال.