微管道内两相流数值算法及在电浸润液滴控制中的应用!.pdf

第 卷 第 期 年 月 物 理 学 报 ’’ J ##A J ， ， ， S.* 8’’ 9. 8 J C-+G ##A （ ） ###:JE#Y##AY’’ #J Y ##’:#A ?@W? UZ[;\@? ;\9\@? !##A @G01 8 UGQ= 8 ;.+ 8 微管道内两相流数值算法及在电浸润液滴 控制中的应用! ! 王 飞 何 枫 （清华大学工程力学系，北京 ###$% ） （ 年 月 日收到； 年 月 日收到修改稿） ##’ ’ % ##’ $ ( 叙述了一种模拟电介质电润湿（ ， ）下的微液滴的运动的数值方法 采用二阶投影 )*)+,-./),,012 .1 30)*)+,-0+ 4567 8 法求解9:; 方程和*))* =), 函数，并利用零*))* =), 函数俘获液滴运动界面，在液体与固体接触的边界上，通过引入 动态接触角表征电介质表面润湿性随电势的改变 数值计算基于 网格，模拟了 维微管道内与固体壁面接触 8 ?@ 的变润湿性的两种液体的分界面形状、平板上的微液滴在不同电势作用下处于不同湿润性的形态，以及微管道内 改变接触角液滴的运动变形过程等算例8 关键词：电浸润，接触角， 函数，投影法 *))* =), ： ， ， ， !## #(# A$#@ %(’’ %(A# I 引 言 近年来，离散化微液滴控制技术成为国内外研 究热点 这项技术促进了芯片实验室的发展，可广 8 泛应用在生化分析等系统中 目前主要有气动、介 8 电电泳、电介质电润湿（ ， )*)+,-./),,012 .1 30)*)+,-0+ ［— ］ J ）等 方法进行控制 这些方法已能实现离 4567 8 散微液滴的产生和输运，但目前只有4567 方法可 图 4567 示意图 以实现微液滴的产生、输运、融合和分割这四个基本 昂贵、效 率 低 等 情 况，利 用 计 算 流 体 力 学 操作 这种方法的原理是通过改变介质膜下面微电 8 （ ， ）模拟研究微流动 +.BPH,C,0.1C* D*H03 3Q1CB0+= @R7 极阵