حل عددی جریان الکترواسموتیک در ریزمجراهای با خواص سطحی ناهمگن

در این مقاله مدلسازی عددی جریان الکترواسموتیک درون ریزمجراهای با خواص سطحی ناهمگن به دو روش انجام شده است. برای مدلسازی کامل این جریانها، معادلات به هم مرتبط ناویر- استوکس، ارنست- پلانک و پواسان- بولتزمن به ترتیب برای جریان، انتقال بارهای الکتریکی و توزیع میدان الکتریکی حل میشوند. حل عددی این معادلات برای ریزمجراهای با زتاپتانسیل غیریکنواخت، پیچیده و دشوار است. به همین دلیل مدلهای ساده و تقریبی مانند مدل هلمهولتز- اسمولوکوفسکی نیز برای حل این جریانها پیشنهاد شده است که در آن به جای حل معادلات ارنست- پلانک و پواسان- بولتزمن، اثرات میدان الکتریکی بر حرکت سیال توسط اعمال سرعت لغزشی مناسب در دیوارهی ریزمـجرا مدل میشود. میدان جریان الکترواسموتیک درون ریزمجراهای ناهمگن میتواند پیچیده و دارای نواحی چرخشی باشد که برای ایجاد اختلاط بسیار ایدهآل است. بنابراین در این مقاله ریزمجراهایی طرح و بررسی شدهاند که بتوانند به عنوان ریزمخلوطگر در کاربردهای اختلاطی مورد استفاده قرار گیرند. برای ریزمخلوطگرهای طراحی شده در این مقاله علاوه بر این‌که حل دقیق معادلات جریان الکترواسموتیک انجام شده است، نتایج مربوط به مدل تقریبی هلمهولتز- اسمولوکوفسکی نیز به‌دست آمده است تا کارایی و دقت این مدل تقریبی نیز مورد ارزیابی قرار گیرد. نتایج این مطالعه میتواند برای مدلسازی میدان جریان الکترواسموتیک درون ریزمجراهای ناهمگن مورد استفاده قرار گیرد.