基于PNP模型微通道内幂律流体电渗流数值模拟

作者：申力; 李鸣; 杨大勇

来源：微纳电子技术, 2015, 52(09): 570-575.

DOI：10.13250/j.cnki.wndz.2015.09.005

• 电渗流
• 微通道
• 幂律流体
• Poisson-Nernst-Planck(PNP)模型
• 数值模拟

基于Poisson-Nernst-Planck(PNP)模型,采用有限元法(FEM)耦合求解了双电层(EDL)电势分布和离子输运PNP方程、流体柯西动量方程和连续性方程以及幂律流体本构方程,研究了外加电场、Zeta电势以及幂律流体特有的幂律指数、稠度系数对二维平板微通道内非牛顿幂律流体电渗流(EOF)的影响。研究表明:EOF速度的大小会受幂律指数、稠度系数、外加电场和Zeta电势的影响;幂律指数越小,EOF速度对上述参数的影响越敏感;在壁面附近,EOF速度从零发展到最大值时相对壁面的距离仅受幂律指数的影响,且随着幂律指数的减小而减小;壁面附近EDL电势分布会受Zeta电势的影响,不受幂律指数、稠度系数和外加电场等参数的影响。

• 单位
  南昌大学信息工程学院; 南昌大学机电工程学院