摘要为实现微流系统中样本的高精度定量输运，本论文首先对液滴产生和操控的机理进 行了说明，在此基础上，采用 COMSOL Multiphysics 软件对液滴的产生进行数值模拟， 建立共轴液滴产生模型，改变系统几何尺寸和两相流速，得到稳定的液滴生成。并改变 系统参数，分析连续相入口宽度、分散相入口宽度、分散相入口倾角和流体流速分别对 液滴尺寸和两液滴间隔的影响。本文的研究成果可为医药、生命科学和公共卫生等领域 的微流控技术提供理论参考。79553

毕业论文毕 业 设 计 说 明 书 外 文 摘 要

Title Droplet and Bubble Assisted Micro-Fluidic Transportation of the Lab-On-Chip

Abstract In order to realize the precise delivery of samples in the micro-fluidic systems, the thesis reviews the mechanism of the droplet formation and manipulation firstly。 On the basis of this, the models are set up and simulated for co-flowing microchannel。 In order to get the steady droplet, change the geometry of the microchannel and the velocity of fluids。 Then,the geometry of channels of continuous phase or disperse phase, the angle of the injection tube and the velocity of fluids are varied to analyse the influence of droplet scale and space between droplets。 The results of this work, can be theoretical references to micro-fluidic technologies used in medicine, life science and public health researches。

Keywords    Microfluid    Droplet   Simulation

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目 次

1 引言 1

1。1 选题意义 1

1。2 国内外研究现状 1

1。3 本文的工作 6

2 液滴的形成机理 7

2。1 流体动力学中的无量纲参数 7

2。2 共轴聚焦法中液滴生成的机理 7

3 仿真模型与条件设置 10

3。1 模块和物理场的选择 11

3。2 控制方程 11

3。3 边界条件 12

3。4 两相参数 12

4 共轴聚焦法生成液滴的模型建立与仿真分析 13

4。1 建立基本仿真模型 13

4。2 探讨模型参数对液滴形成的影响 14

结论 24

致谢 26

参考文献 27

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1 引言

1。1 选题意义

随人类基因组计划（HGP）的完成让我们进入了后基因组时代，也让我们认识到了检测 工具的重要性。为了满足人们的需求，无数研究者开始探究新的检测技术。微流控技术作为 纳米技术的一个分支，它检测速度快、操作简便且观察方便等优点是传统检测技术无法比拟 的。除了作为一种检测工具，微流控技术更是为药物研发、环境检测、食品监测等研究工作 提供了另一个切入点。为了更好地利用这一技术让生活更便捷安全，我们就需要对微流控技 术进行更深入的了解。而液滴微流控技术作为其中最基础也是最重要的一个部分，液滴的形 成和操控便是重中之重了。因为微流体的流动不同于宏观流体的运动模式，它微米级尺寸的 通道使流体的流动形式发生了根本性地改变，我们想要通过肉眼来观察其中流体的状态和行 为，几乎是不可能的。但正是因为它不同于传统技术的尺寸，微流控系统功能的实现速度也 是微秒级的，这样高速的反应时间在实际应用中是十分必要的。文献综述