تحلیل اثرات حرارتی روی جریان الکترواسمتیک درون یک ریزمجرای تخت به روش لتیس بولتزمن

در این مقاله اثرات دمای سیال ورودی روی طرح جریان الکترواسمتیک درون یک ریزمجرای تخت با دیواره های دما ثابت توسط حل معادلات حاکم به روش لتیس بولتزمن تحلیل شده است. هدف اصلی این مطالعه جستجوی اثرات تغییر دما بر توزیع یون ها و به تبع آن، پتانسیل الکتریکی داخلی و میدان سرعت سیال می باشد. برای آنکه بتوان از معادله توزیع یون بولتزمن استفاده نمود از دمای میانگین کاسه ای برای هر مقطع از ریزمجرا استفاده گردیده است. در روش لتیس بولتزمن بکار رفته، از مدل ال.بی.جی.کی(LBGK) برای مدلسازی تابع برخورد معادله بولترمن و از شرایط مرزی زو- هی برای میدان سرعت استفاده شده است. از مدل وانگ برای حل معادله پواسون- بولتزمن و از مدل هی- چن برای حل معادله انرژی استفاده شده است. نتایج نشان می دهند که با افزایش اختلاف دمای سیال ورودی و دمای دیواره ها میزان دبی جریان الکترواسمتیک افزایش می یابد. همچنین مشاهده شد که با کاهش پتانسیل الکتریکی خارجی، افزایش اختلاف دما و کاهش ضخامت لایه دو گانه الکتریکی، در ناحیه وروردی ریزمجرا، منطقه ای با جریان بازگشتی تشکیل می شود که می تواند به منظور کنترل طرح جریان داخلی موثر واقع شود.