环形微管道中Maxwell流体的电渗流动研究

"环形微管道间Maxwell流体的周期电渗流动" 本文详细探讨了在环形微管道内线性粘弹性流体的周期电渗流动现象，这是由长龙、菅永军等研究人员进行的一项学术研究。研究中，他们采用Maxwell流体模型来描述这种线性粘弹性流体的本构关系。Maxwell流体模型是一种常用于描述在微观尺度下流体的黏性和弹性特性的理论模型，它考虑了流体内部分子之间的相互作用以及松弛过程。 研究中，科学家们利用分离变量法解决了线性Poisson-Boltzmann(P-B)方程，这是一类描述电荷分布和电势的偏微分方程，在电渗流动研究中至关重要。同时，他们还解决了柯西动量方程，这个方程用于计算流体在力的作用下的运动状态。此外，他们还求解了Maxwell流体的本构方程，从而得到了电渗速度的解析表达式。 研究结果显示，当K、β和α为给定时，若雷诺数（Re）较低且松弛时间（λ1ω）较短，经典Helmholtz-Smoluchowski速度剖面会被观察到。Helmholtz-Smoluchowski理论是描述电渗流动的经典理论，它预测电场驱动下流体表面电荷层（即电双层，EDL）内的速度分布。 然而，随着Re的增大，EOF速度剖面会发生快速振动，其振幅逐渐减小，尤其是在远离圆柱壁面的区域，这种振动的幅度会更小，并最终趋近于零。这意味着随着流体动力学效应增强，电渗流动的稳定性受到挑战。另一方面，如果保持Re不变，增加λ1ω会导致电渗流动的速度剖面更加容易发生振荡，振动频率会显著提高。 关键词包括电双层（EDL）、周期性电渗流动、广义Maxwell流体、环形微管道和振荡雷诺数以及弛豫时间。这项工作揭示了微管道中电渗流动的复杂动态特性，对于理解微流控技术中的流体行为以及优化微系统设计具有重要意义。同时，研究还强调了流体的粘弹性和电性质在微尺度环境中的重要作用，为相关领域的理论建模和实验研究提供了有价值的参考。