计算物理

作者：刘烨琳, 郝鹏, 丁明明

关键词：双囊泡, 惯性迁移, 有限元

采用基于流固耦合的有限元方法, 对二维模型中的双囊泡组合在微管流中惯性迁移现象进行系统研究。研究结果表明: 初始位置对称的两个圆形囊泡惯性迁移的平衡位置始终关于管道中央对称, 且随着雷诺数(Re)的增加, 其平衡位置会越来越靠近管道中央。其次, 对由圆形囊泡和椭圆形囊泡组成的双囊泡体系, 当圆形囊泡和椭圆形囊泡初始位置分别位于管道两侧时, 圆形囊泡惯性迁移的平衡位置随着雷诺数的增加几乎不变, 但椭圆形囊泡向管道中心偏移并跨过中心向管道另一侧偏移, 最后随着雷诺数的增加而缓慢向壁面移动, 并在Re≥500时, 椭圆形囊泡的径向位移达到最大值。当圆形囊泡和椭圆形囊泡位于管道同侧时, 随着雷诺数的增加, 无论椭圆形囊泡是前置或后置, 其最终平衡位置更接近管道壁面。根据囊泡的受力阐释了其背后的物理机制, 相关结果可促进惯性微流控技术在囊泡的精准分离和操控等方面的应用。

来源：2024年第4期

《计算物理》期刊编辑部

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