作者:李战华 著
页数:300
出版社:科学出版社
出版日期:2023
ISBN:9787030335203
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内容简介
本书针对微流控芯片中的流体操控,从流体力学的角度讲解了流体流动的机理。其中,绪论阐述了微尺度流体力学研究的主要内容和微流动的主要特点。后续章节根据芯片中流动介质的不同分为简单介质流动和复杂介质流动,具体安排如下:简单介质流动按照驱动流动的主要梯度量一压力、电场、浓度和温度分为压力驱动流(第2章)、电驱动流(第3章)和传质与传热(第4章);复杂介质流动分为微管道内的液滴运动(第5章)、表/界面浸润(第6章)、粒子与细胞的运动(第7章)。为了使读者了解微流动的研究方法,增加了微尺度数值模拟(第8章)和微尺度流动测量(第9章)。各章先介绍相关流体运动方程,然后讲解基本物理概念和力学原理,同时介绍一些常用工程公式,最后给出几个应用实例,便于读者理解公式的使用。
目录
目录主要符号表第1章 绪论1.1 微流控芯片 21.2 微流控芯片的流动机理研究 41.2.1 微流控学与微尺度流体力学 41.2.2 微流控芯片中流动研究的框架 61.3 微尺度流动的研究内容及特点 81.3.1 微尺度流动的主要研究内容 81.3.2 微尺度流动的主要特点 141.4 微流控芯片中的局部纳流控简介 171.5 本章小结四参考文献 19第2章 微流控芯片压差流动 222.1 连续介质流动方程组 232.1.1 连续性方程 232.1.2 动量方程 242.1.3 能量方程 252.1.4 牛顿流体与非牛顿流体 252.1.5 连续性假设的适用性 272.2 典型流动 282.2.1 二平板间的流动 282.2.2 元限长直圆管中的秸性流动 302.2.3 斯托克斯流动 312.3 管道流动参数诈算 322.3.1 管道能量损失计算公式 322.3.2 管道流量公式 332.3.3 管道截面尺寸对流量的影响 342.3.4 复杂管网的流量计算 362.4 边界条件 382.4.1 滑移边界条件 382.4.2 光滑表面滑移长度的估算 412.4.3 粗糙表面滑移长度的估算 432.5 应用实例 452.5.1 惯性力的作用 452.5.2 气动阀门与PDMS材料模量的关系 462.5.3 流体整流器 482.5.4 多功能脉神流动徽过滤器 482.6 本章小结 50参考文献 50第3章 微流擅芯片电动流动 523.1 微流控系统多物理场搞合电动流动方程组 533.1.1 双电层,电渗流和怕松-玻尔兹曼方程 533.1.2 徽流控系统电动流动多物理场捐合方程组 613.2 电渗流特性和影响因素 653.2.1 电渗流的焦耳熟效应 653.2.2 压强差流动的电截性效应 703.2.3 电场调控电渗流 723.3 交变电渗流动 763.3.1 均句等面微通道交变电场驱动