Modares Mechanical Engineering
مهندسی مکانیک مدرس
Modares Mechanical Engineering
Engineering & Technology
http://mme.modares.ac.ir
1
admin
1027-5940
2476-6909
10.22034/mme
fa
jalali
1391
5
1
gregorian
2012
8
1
12
3
online
1
fulltext
fa
تحلیل اثرات حرارتی روی جریان الکترواسمتیک درون یک ریزمجرای تخت به روش لتیس بولتزمن
The analysis of thermal effects on the electro-osmotic flow in a microchannel with the Lattice Boltzmann method
در این مقاله اثرات دمای سیال ورودی روی طرح جریان الکترواسمتیک درون یک ریزمجرای تخت با دیواره¬های دما ثابت توسط حل معادلات حاکم به روش لتیس بولتزمن تحلیل شده است. هدف اصلی این مطالعه جستجوی اثرات تغییر دما بر توزیع یون¬ها و به تبع آن، پتانسیل الکتریکی داخلی و میدان سرعت سیال می¬باشد. برای آنکه بتوان از معادله توزیع یون بولتزمن استفاده نمود از دمای میانگین کاسه¬ای برای هر مقطع از ریزمجرا استفاده گردیده است. در روش لتیس بولتزمن بکار رفته، از مدل ال.بی.جی.کی(LBGK) برای مدلسازی تابع برخورد معادله بولترمن و از شرایط مرزی زو- هی برای میدان سرعت استفاده شده است. از مدل وانگ برای حل معادله پواسون- بولتزمن و از مدل هی- چن برای حل معادله انرژی استفاده شده است. نتایج نشان می¬دهند که با افزایش اختلاف دمای سیال ورودی و دمای دیواره¬ها میزان دبی جریان الکترواسمتیک افزایش می¬یابد. همچنین مشاهده شد که با کاهش پتانسیل الکتریکی خارجی، افزایش اختلاف دما و کاهش ضخامت لایه دو گانه الکتریکی، در ناحیه وروردی ریزمجرا، منطقه¬ای با جریان بازگشتی تشکیل می¬شود که می¬تواند به منظور کنترل طرح جریان داخلی موثر واقع شود.
In this paper the effects of the inlet fluid temperature on the electro-osmotic flow pattern in a two-dimensional microchannel with constant walls temperature is investigated with solving the governing equations by the Lattice Boltzmann method. The main objective of this research is to study the effects of temperature variations on the distribution of ions and consequently internal electric potential and velocity field. For make possible to use the Boltzmann ion distribution equation, cup mean temperature for every cross section of the microchannel is used. At the used Lattice Boltzmann method, LBGK model for modeling the Boltzmann collision function and the Zou-He boundary conditions method for velocity field has been used. Wang model for solving the Poisson-Boltzmann and He-Chen model for solving the energy equation has been used. The results show that, with increase the temperature difference between the inlet flow and the walls, the electro-osmotic flow rate increases. Also, observed that with decrease the external electric potential and the electric double layer thickness and increase the temperature difference at the inlet zone of the microchannel, a region with return flow is formed which can be used for controlling the internal flow pattern.
جریان الکترواسمتیک,ریز مجرای تخت,اثرات دما,روش لتیس بولتزمن,دمای میانگین کاسه ای
Lattice Boltzmann Method,Electro-osmotic flow,Microchannel,Temperature effects,Cup mean temperature
68
80
http://mme.modares.ac.ir/browse.php?a_code=A-15-13618-7&slc_lang=fa&sid=15
Amer
Alizadeh
عامر
علیزاده
100319475328460041438
100319475328460041438
No
دانش آموخته کارشناسی ارشد
Seyed Ali
Mirbozorgi
سید علی
میربزرگی
100319475328460041437
100319475328460041437
Yes
Assistant Prof. of Mech. Eng. Birjand Univ.
استادیار گروه مکانیک / دانشگاه بیرجند