接触角滞后对变截面微通道内水银液滴流动特性影响的数值仿真研究.pdf

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1、第26卷第11期Vol

2、26No．1l2013年11月NOV．2013NumericalSimulationofMercuryDropletFlowinVarying--Cross--SectionMicrochannelwithContactAngleHysteresisLiuTingting'，SuWei，YangTao，HanBin(1．InstituteofElectronicEngineering，ChinaAcademyofEngineeringPhysics，MianyangSichuan621900，China；2

3、．SchoolofJ，扣rmationEngineering，SouthwestUniversityofScienceandTechnology，MianyangSichuan621010，China)Abstract：Inordertotrulyreflecttheflowcharacteristicsofmercurydropletflowinvarying—cross—sectionmicrochanneldrivenbyinertiaforce，theimpactofcontactanglehysteresisonflow

4、characteristicsshouldbeconsideredinnumericalsimulations．TheVOF—CSFmodelofFLUENTsoftwareisusedtostudytheflowcharacteristicsofmercurydropletflowinvarying—cross—sectionmicrochannelofmicrofluidicinertiaswitch．WritetheUDFofdynamicandstaticcontactanglehysteresis。andsimulate

5、theflowcharacteristicsinvarying—section—mi—crochanne1．Theresultsshowthatthestaticcontactangleandthecontactanglehystersisof10。aresetinsimulation，theaccelerationthresholdofmicrofluidicinertiaswitchis13．2gand16．4g，respectively．Thedifferentcontactanglehysteresishaveanimpo

6、rtantimpactonflowcharacteristics．Thegreaterthecontactanglehysteresis，thesmallertheflowvelocityofmercurydroplet，andthehardermercurydropletbreaksthroughthemicro—valveandentersthereservior．Undertheactionofaccelerationsignalthecontactlinevelocityofmercurydropletinvarying—

7、section—microchannelislower，thustheeffectofdynamiccontactanglehysteresisonflowcharacteristicscanbeignoredandreplacedbystaticcontactanglehysteresis．Keywords：two—phaseflow；mercurydroplet；flowcharacteristics；numericalsimulationEEACC：7230doi：10．3969／j．issn．1004—1699．2013．

8、11．004接触角滞后对变截面微通道内水银液滴流动特性影响的数值仿真研究刘婷婷，苏伟，杨涛，韩宾(1．中国丁程物理研究院电子T程研究所，四川绵阳621900；2．西南科技大学信息T程学院，四川绵阳621010)摘要：为了能更真实反映变截面硅微通道内惯性力驱动水银微液滴的流动特性，在数值仿真中应考虑接触角滞后对流动特性的影响。利用FLUENT软件的VOF—CSF模型研究了惯性微流体开关中水银微液滴在变截面微通道内受惯性力驱动的流动特性，编写动态和静态接触角滞后的UDF函数，对变截面微通道中内流动特性进行了数值仿真分析。结果表明，设置

9、静态接触角和加载lO。接触角滞后UDF函数时，惯性微流体开关的加速度阈值分别为13．2g和16．4g不同接触角滞后值对水银微液滴的流动特性有重要影响，且接触角滞后性越大，水银液滴流动速度降低，更难冲破微阀进入储液槽南于水银液滴在惯性力驱动下的接触线