طراحی و شبیه سازی میکروپمپ با دریچه انعطافپذیر با استفاده از اندرکنش مغناطیس-سیال-جامد

در پژوهش حاضر، میکروپمپ الکترومغناطیسی جدیدی با دریچه های انعطاف پذیر و دیواره الاستیک نوسانی بر پایه ساز و کار یک طرفه جریان لنف معرفی شده است. میدان مغناطیسی متغیر با زمان، دیواره الاستیک مغناطیس شونده را تحریک می کند. دو دریچه منعطف به منظور یک طرفه کردن جریان سیال در ابتدا و انتهای میکروکانال نصب شده است. سیال استفاده شده در این تحقیق آب و عدد رینولدز در حالت بیشینه کمتر از ۳۰ و عدد وومرزلی زیر ۱ است. عدد نادسن درون میکروکانال نیز زیر ۰.۰۰۱ محاسبه شده که شرط عدم لغزش در دیواره برقرار است. اندرکنش سیال-جامد-مغناطیس با حل گذرا و دوبعدی سیال تراکم ناپذیر با خواص ثابت انجام شده است. تمام قسمت های جامد از قانون تنش-کرنش هوک پیروی می کنند و شبیه سازی با استفاده از نرم افزار کامسول برپایه حل عددی اجزای محدود انجام شده است. مطالعه پارامتری انجام شده و اثر پارامترهای مهم هندسی، ساختاری و مغناطیسی بر روی حجم خالص انتقالی سنجیده شده است. این میکروپمپ قادر به ایجاد جریان یک طرفه است و میزان حجم خالص جابجا شده تحت تاثیر پارامترهای طراحی قرار می گیرد. میکروپمپ معرفی شده قابل استفاده در محدوده کاری وسیعی از کاربردهای میکروسیالاتی است، به عنوان مثال، دبی و جرم انتقالی کل کاملا قابل کنترل هستند. نهایتا میکروپمپی با طراحی بهینه هندسی نسبت به مدل اولیه پیشنهاد شده است. میکروپمپ نهایی قادر به انتقال حجم خالص حدود دو برابر طراحی اولیه و بیش از سه برابر مدل پیشین است.

کلیدواژه ها:

Electromagnetic actuation ، Magneto fluid solid interaction ، One-way fluid flow ، Flexible micropump ، Lymphatic system ، تحریک الکترومغناطیس ، اندرکنش مغناطیس-جامد-سیال ، جریان یک طرفه ، میکروپمپ انعطاف پذیر ، سیستم لنفاوی