حل عددی جریان الکترواسموتیک در ریزمجراهای با خواص سطحی ناهمگن

در این مقاله مدل سازی عددی جریان الکترواسموتیک درون ریزمجراهای با خواص سطحی ناهمگن به دو روش انجام شده است. برای مدل سازی کامل این جریان ها، معادلات به هم مرتبط ناویر-استوکس، ارنست-پلانک و پواسان-بولتزمن به ترتیب برای جریان، انتقال بارهای الکتریکی و توزیع میدان الکتریکی حل می شوند. حل عددی این معادلات برای ریزمجراهای ناهمگن پیچیده و دشوار است. به همین دلیل مدل های ساده و تقریبی مانند مدل هلمهولتز-اسمولوکوفسکی نیز برای حل این جریان ها پیشنهاد شده است که در آن به جای حل معادلات ارنست-پلانک و پواسان-بولتزمن، اثرات میدان الکتریکی بر حرکت سیال توسط اعمال سرعت لغزشی مناسب در دیواره ی ریزمجرا مدل می شود. میدان جریان الکترواسموتیک درون ریزمجراهای ناهمگن می تواند پیچیده و دارای نواحی چرخشی باشد که برای ایجاد اختلاط بسیار ایده آل است. بنابراین در این مقاله ریزمجراهایی طرح و بررسی شده اند که بتوانند به عنوان ریزمخلوط گر در کاربردهای اختلاطی مورد استفاده قرار گیرند. برای ریزمخلوط گرهای طراحی شده در این مقاله علاوه بر اینکه حل دقیق معادلات جریان الکترواسموتیک انجام شده است، نتایج مربوط به مدل تقریبی هلمهولتز-اسمولوکوفسکی نیز به دست آمده است تا کارایی و دقت این مدل تقریبی نیز مورد ارزیابی قرار گیرد. نتایج این مطالعه می تواند برای مدل سازی میدان جریان الکترواسموتیک درون ریزمجراهای ناهمگن مورد استفاده قرار گیرد.