تحلیل عددی جریان الکترواسموتیک در ریزمجرای تخت با دیواره های مواج

Abstract

در مطالعه حاضر، اثر دیواره موجی شکل یک ریزمجرا بر جریان الکترواسموتیک به صورت عددی بررسی شده است. به منظور شبیه‌سازی ناصافی‌های سطح دیواره ریزمجرا، پروفیل دیواره به صورت موجی شکل انتخاب شده است. لذا یک شبکه منحنی‌الخط منطبق بر مرز با تعامد کامل خطوط شبکه در مرزها ایجاد شد. معادلات حاکم و شرایط مرزی مربوطه در دو بعد و با استفاده از روش حجم محدود با متغیرهای هم‌مکان در شبکه غیریکنواخت در دستگاه عمومی حل می‌شوند. همچنین توزیع یون‌های مثبت و منفی درون لایه دوگانه الکتریکی با حل معادلات ارنست-پلانک شبیه‌سازی شده است. نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهد که در ناحیه میانی ریزمجرا به دلیل اثرات جریان الکترواسمتیک، گرادیان فشار مثبت (مخالف حرکت جریان) و در نواحی ورودی و خروجی منفی (موافق حرکت) می‌باشد. همچنین در کل طول ریزمجرا اثرات انبساط و انقباض ریزمجرا بر فشار آشکار است و انبساط عرض ریزمجرا موجب کاهش فشار و انقباض آن باعث افزایش فشار محلی می‌شود.