液滴自輸運(yùn)仿真
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時(shí)間：2026-01-04
液滴自輸運(yùn)仿真的實(shí)例教程
其中對(duì)“接觸角（表面潤濕性）梯度”導(dǎo)致的液滴自輸運(yùn)現(xiàn)象建立了二維和三維模型，“曲率半徑差異”導(dǎo)致液滴的自輸運(yùn)現(xiàn)象的模型則是對(duì)參考文獻(xiàn)《錐形微通道內(nèi)液滴自輸運(yùn)特性及力學(xué)驅(qū)動(dòng)機(jī)制研究》[1]所進(jìn)行的基本復(fù)現(xiàn)。
從文中第二節(jié)的結(jié)果來看，只要模型是準(zhǔn)確的，那么其二維仿真和三維仿真的結(jié)果必定是存在對(duì)應(yīng)關(guān)系的。本人還有一篇文章也同時(shí)做了二維和三維的仿真，該文的結(jié)果也表明了二維模型和三維模型的對(duì)應(yīng)關(guān)系，具體的可詳見鏈接[2]。
參考文獻(xiàn)
[1] 逄明華,劉焜,劉小君.錐形微通道內(nèi)液滴自輸運(yùn)特性及力學(xué)驅(qū)動(dòng)機(jī)制研究[J].應(yīng)用數(shù)學(xué)和力學(xué),2017,38(03):284-294.
[2] https://www.bilibili.com/read/cv20394013
文章來源：Comsol實(shí)例解析
展開 其中對(duì)“接觸角（表面潤濕性）梯度”導(dǎo)致的液滴自輸運(yùn)現(xiàn)象建立了二維和三維模型，“曲率半徑差異”導(dǎo)致液滴的自輸運(yùn)現(xiàn)象的模型則是對(duì)參考文獻(xiàn)《錐形微通道內(nèi)液滴自輸運(yùn)特性及力學(xué)驅(qū)動(dòng)機(jī)制研究》[1]所進(jìn)行的基本復(fù)現(xiàn)。
從文中第二節(jié)的結(jié)果來看，只要模型是準(zhǔn)確的，那么其二維仿真和三維仿真的結(jié)果必定是存在對(duì)應(yīng)關(guān)系的。本人還有一篇文章也同時(shí)做了二維和三維的仿真，該文的結(jié)果也表明了二維模型和三維模型的對(duì)應(yīng)關(guān)系，具體的可詳見鏈接[2]。（如需獲取文中案例可添加本人QQ：2302260349）
參考文獻(xiàn)
[1] 逄明華,劉焜,劉小君.錐形微通道內(nèi)液滴自輸運(yùn)特性及力學(xué)驅(qū)動(dòng)機(jī)制研究[J].應(yīng)用數(shù)學(xué)和力學(xué),2017,38(03):284-294.
[2] https://www.bilibili.com/read/cv20394013
文章來源： COMSOL實(shí)例解析
展開 錐形微通道的設(shè)計(jì)可以在流體中產(chǎn)生壓力變化，從而推動(dòng)自流輸運(yùn)。在錐形微通道中，當(dāng)流體從寬端流向窄端時(shí)，通道的寬度減小，通道的剖面積減小，流速增加，而根據(jù)質(zhì)量守恒定律，流體的質(zhì)量流量保持不變。根據(jù)伯努利方程，流體速度增加會(huì)導(dǎo)致壓力降低。因此，在錐形微通道中，由于幾何上的突變，流體在通道中產(chǎn)生了驅(qū)動(dòng)力，推動(dòng)自身沿著通道從寬到窄運(yùn)輸。這種自運(yùn)輸現(xiàn)象可以在微流體技術(shù)中發(fā)揮重要作用，如在微流控芯片和微流控設(shè)備中。通過設(shè)計(jì)合適的錐形微通道結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)流體混合、分離、粒子分選和藥物輸送等應(yīng)用。此外，錐形微通道還能夠提供更快速的反應(yīng)速度、更高的靈敏度和更小的樣品消耗。
本案例建立的錐形微通道模型如圖1所示。為更好地量化分析錐形微通道流體自運(yùn)輸機(jī)制，將微通道內(nèi)的流體簡(jiǎn)化為液滴，在仿真模型中將液滴的初始位置設(shè)為微通道中間，為實(shí)現(xiàn)液滴固-液邊界張力驅(qū)動(dòng)，將微通道內(nèi)壁設(shè)為濕潤邊界，且液滴與微通道內(nèi)壁相切，微通道兩端與大氣連通，無外加荷載，數(shù)值仿真結(jié)果如圖2所示。
圖1 幾何模型
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錐形微通道是一種具有逐漸變窄的結(jié)構(gòu)，它在微流體領(lǐng)域中扮演著重要的角色。錐形微通道的設(shè)計(jì)可以在流體中產(chǎn)生壓力變化，從而推動(dòng)自流輸運(yùn)。在錐形微通道中，當(dāng)流體從寬端流向窄端時(shí)，通道的寬度減小，通道的剖面積減小，流速增加，而根據(jù)質(zhì)量守恒定律，流體的質(zhì)量流量保持不變。根據(jù)伯努利方程，流體速度增加會(huì)導(dǎo)致壓力降低。因此，在錐形微通道中，由于幾何上的突變，流體在通道中產(chǎn)生了驅(qū)動(dòng)力，推動(dòng)自身沿著通道從寬到窄運(yùn)輸。這種自運(yùn)輸現(xiàn)象可以在微流體技術(shù)中發(fā)揮重要作用
一、引言
液滴自輸運(yùn)（定向運(yùn)輸、自發(fā)運(yùn)移）是指液滴自主運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象，是微流控領(lǐng)域的一個(gè)熱門方向。其中“表面張力”就是一種導(dǎo)致液滴自輸運(yùn)的重要因素，具體的其實(shí)是液滴表面形成“表面張力梯度”，也就是不均勻的表面張力，進(jìn)而導(dǎo)致液滴的自輸運(yùn)。而形成“表面張力梯度”的方法有很多，例如：1.由溫度梯度、物質(zhì)濃度梯度引起的馬蘭戈尼效應(yīng)形成的“表面張力梯度”；2.由接觸角（表面潤濕性）梯度形成的“表面張力梯度
COMSOL淺談液滴的自輸運(yùn)（定向運(yùn)輸、自發(fā)運(yùn)移）
作者：極度喜歡上課
一、引言
液滴自輸運(yùn)（定向運(yùn)輸、自發(fā)運(yùn)移）是指液滴自主運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象，是微流控領(lǐng)域的一個(gè)熱門方向。其中“表面張力”就是一種導(dǎo)致液滴自輸運(yùn)的重要因素，具體的其實(shí)是液滴表面形成“表面張力梯度”，也就是不均勻的表面張力，進(jìn)而導(dǎo)致液滴的自輸運(yùn)。而形成“表面張力梯度”的方法有很多，例如：1.由溫度梯度、物質(zhì)濃度梯度引起的馬蘭戈尼效應(yīng)形成的
