بررسی تحلیلی و عددی راهگزینی جریان الکترواسموتیک در یک سه راهی Y شکل

در این پژوهش راهگزینی جریان الکترواسموتیک در مواجه با یک سه راهی دوبعدی Y شکل به صورت تحلیلی و عددی مورد بررسی قرار گرفته است. در این بررسی نشان داده شده است که می توان تنها با تغییر ولتاژ اعمالی در دو انتهای مجرا، مسیر عبور جریان از یک سه راهی را تعیین نمود. در بررسی تحلیلی جریان با معرفی یک سری فرضیات ساده کننده، روابطی تقریبی برای نسبت ولتاژ مورد نیاز جهت تغییر مسیر جریان و دبی عبوری پیش و پس از تغییر مسیر ارائه گردیده است. در این تحلیل فاصله دو انشعاب خروجی از سه راهی و ضخامت بی بعد لایه دوگانه الکتریکی به عنوان متغیر انتخاب شده و اثرات آنها بر شرایط نهایی جریان مورد بررسی قرار گرفته است. در بخش تحلیل عددی تمامی معادلات حاکم بر جریان شامل معادلات ناویر-استوکس، پواسون- بولتزمن و لاپلاس در هندسه سه راهی به صورت عددی و با کمک روش لتیس بولتزمن حل شده است. مقایسه نتایج روابط تقریبی استخراج شده و نتایج حاصل از حل عددی معادلات حاکم، حاکی از دقت بسیار خوب روابط استخراج شده است که در مقایسه با حل عددی پیش بینی نسبت ولتاژ مورد نیاز برای تغییر مسیر جریان و دبی جریان را با هزینه محاسباتی بسیار پایین تر فراهم می آورد. این امر خود موید مزیت استفاده از روابط معرفی شده، در طراحی سیستم های میکرو الکترو مکانیکی است.