تحلیل عددی دینامیک و برخورد ذرات معلق در میکروکانال های T شکل

در این پژوهش، حرکت و برخورد ذرات آئروسل در چهار هندسه متفاوت از میکروکانال های T شکل به صورت عددی بررسی شد. جریان سیال و میدان الکتریکی با استفاده از نرم افزار فلوئنت مدل سازی گردید و رفتار ذرات با در نظر گرفتن نیروی پسای استوکس، اثر زمان پاسخ ذره و شرایط مرزی مناسب تحلیل شد. در این مطالعه ذراتی از جنس اکسید کلسیم، دی اکسیدکربن و سولفات کلسیم با قطرهای میکرومتری مورد بررسی قرار گرفتند و اثر قطر ذره، گام زمانی شبیه سازی و شکل هندسی کانال بر میزان برخورد ذرات با دیواره ارزیابی شد. نتایج نشان داد که افزایش قطر ذره به دلیل افزایش جرم و اینرسی احتمال برخورد با دیواره را افزایش می دهد؛ در حالی که ذرات کوچکتر تمایل بیشتری به پیروی از خطوط جریان دارند. همچنین مشخص شد که انتخاب گام زمانی مناسب نقش تعیین کننده ای در ثبت صحیح برخوردها دارد و گام زمانی نامناسب می تواند موجب خطای قابل توجه در پیش بینی نتایج شود. به طور کلی نتایج این پژوهش نشان می دهد که قطر ذره و گام زمانی از مهم ترین پارامترهای موثر بر دینامیک ذرات و برخورد آنها با دیواره در میکروکانال های T شکل هستند و تحلیل آنها برای طراحی سامانه های میکروفلوئیدیکی و کنترل انتقال ذرات ضروری است.

کلیدواژه ها:

ذرات معلق ، میکروکانال T شکل ، جریان ، چندفازی ، ردیابی لاگرانژی ذرات