تحلیل عددی پدیده‌ی اختلاط مغناطیسی در یک جریان الکترواسموتیک بین دو صفحه موازی

در مقاله حاضر، اختلاط در جریان‌ الکترواسموتیک در حضور یک میدان مغناطیسی با سه موقعیت مختلف مکانی به‌صورت عددی مطالعه و شبیه‌سازی شده است. هندسه جریان یک مجرای دوبعدی بین دو صفجه موازی است و جریان مورد نظر تراکم ناپذیر، دائم و آرام فرض شده است. معادلات حاکم بر مساله، شامل معادلات اندازه حرکت اصلاح شده (ناویراستوکس) برای میدان جریان سیال، معادلات میدان‌های پتانسیل الکتریکی خارجی و داخلی، معادلات توزیع غلظت یون‌های مثبت و منفی (ارنستپلانک)، معادله میدان مغناطیسی و معادله‌ی غلظت گونه‌ها به روش عددی حجم محدود حل شده است.به منظور اعتبارسنجی برنامه عددی، یک جریان ایده‌آل الکترواسموتیک که در آن سراسر دیواره‌ها باردار می‌باشد، شبیه‌سازی گردیده است و نتایج آن با نتایج تحلیلی موجود مقایسه شده است.نتایج عددی نشان می‌دهد که در حضور یک میدان مغناطیسی برای جریان در یک ریزمجرا، راندمان اختلاط نسبت به حالت عدم حضور میدان مغناطیسی افزایش چشم‌گیری می‌یابد، به طوری که راندمان اختلاط نهایی حداکثر به 93.3 درصد می‌رسد. البته این در حالی است که میدان مغناطیسی قبل از لایه دوگانه الکتریکی اعمال شده باشد.

Numerical Analysis of Magnetic Mixing Phenomenon in an Electroosmotic Flow between Two Parallel Plates

In the present paper, the mixing in electroosmotic flow is studied numerically and simulated in the presence of a magnetic field with three different locations. The flow geometry was included a twodimensional duct between two parallel plates, and the flow was assumed to be incompressible, steady and laminar. The governing equations of the problem, including modified momentum equations (NavierStokes) for the fluid flow field, the equations of external and internal electric potential fields, the equations of distribution of the positive and negative ions (NernstPlanck), the magnetic field equation, and the concentration equation for species have been solved using the finite volume numerical method. The obtained numerical results were validated against the analytical solutions of an EOF with uniform microchannel walls zeta potentials. The numerical results show that in the presence of a magnetic field, so the final mixing efficiency reaches to 93.3 %. However, this is while the magnetic field has been applied before the electric double layer.