《微納流動理論及套用》是2010年01月出版的圖書，作者是林建忠。
基本介紹
內容簡介,目錄,前言,
內容簡介
《微納流動理論及套用》介紹微納流動的實際套用以及相關的理論基礎；分析了用於微納流動研究的基本方程——Bumett方程及該方程的穩定性特徵；探討了微納流動中Couette流、Poiseuille流和後向台階流的流動與傳熱特性；研究了壓力和電滲驅動下微納流動的擴散、混合和分離；敘述了各類微流混合器的特性並探討了高效微流混合器的設計和模擬方法。
本書可供力學、機械、材料、化學化工、工程熱物理、生物、醫學、儀器儀表及相關專業的科研人員、工程技術人員、教師以及研究生和高年級大學生閱讀。
目錄
前言
常用基本符號說明
第一章 緒論
1.1 微納尺度通道流動的套用
1.1.1 微機電系統
1.1.2 納機電系統
1.1.3 微全分析系統
1.2 研究微納尺度流動的重要性
1.3 微納尺度流動的特點
參考文獻
第二章 微納尺度流動基礎
2.1 微納尺度流動的流場參數
2.1.1 Knudsen數
2.1.2 流動區域的劃分
2.1.3 其他一些重要參數
2.2 微納尺度流動的基本方程
2.2.1 連續區和滑移區流體運動基本方程
2.2.2 低Kn數過渡區流體運動基本方程
2.2.3 對流擴散的控制方程
2.2.4 電滲驅動流體運動基本方程
2.2.5 邊界條件
2.3 微納尺度流動的數值模擬
2.3.1 基於連續介質假設的方法
2.3.2 基於分子模擬的方法
2.3.3 格子Boltzmann方法
2.4 微納尺度流動的實驗測試技術
2.4.1 影響微納尺度流場實驗的因素
2.4.2 流動參數測量
2.4.3 流動顯不技術
參考文獻
第三章 Burnett方程及穩定性分析
3.1 Burnett方程
3.2 二維增廣Burnett方程
3.3 其他類型Burnett方程
3.3.1 原始Burnett方程
3.3.2 Woods方程
3.3.3 BGKBurnett方程
3.4 Burnett方程的穩定性分析
3.4.1 研究綜述
3.4.2 常規Burnett方程的穩定性分析
3.4.3 增廣Burnett方程的穩定性分析
3.4.4 Woods方程的穩定性分析
3.4.5 BGKBurnett方程的穩定性分析
附錄
參考文獻
第四章 Couette流及圓管流
4.1 滑移邊界條件
4.1.1 滑移邊界條件表達式
4.1.2 切向動量適應係數
4.2 Couette流的方程和邊界條件
4.2.1 控制方程
4.2.2 邊界條件
4.3 Couette流方程的求解和程式驗證
4.3.1 方程求解
4.3.2 求解Burnett方程和用IP方法計算結果的比較
4.4 Couette流動和傳熱特性
4.4.1 基本物理量的分布
4.4.2 馬赫數對流場的影響
4.5 圓管流場及等效厚度
4.5.1 基本方程
4.5.2 黏性係數公式
4.5.3 計算方法
4.5.4 計算結果與討論
4.5.5 等效厚度
參考文獻
第五章 Poiseuille流及後向台階流與空腔流
5.1 Burnett方程的求解
5.1.1 求解方法
5.1.2 源項的處理
5.1.3 邊界條件
5.1.4 鬆弛方法
5.2 維Poiseuille流動和傳熱模擬
5.2.1 程式的驗證
5.2.2 與其他方法所得結果的比較
5.2.3 入口與壁面溫度一致時的結果
5.2.4 入口與壁面溫度不一致時的結果
5.3 後向台階流動的模擬
5.3.1 與其他方法的比較
5.3.2 後向台階流動特性
5.3.3 不同壓力比的影響
5.3.4 不同Kn數的影響
5.3.5 不同台階比的影響
5.4 三維空腔流動的模擬
5.4.1 方程及求解
5.4.2 計算結果及分析
參考文獻
第六章 壓力驅動下微流動的擴散、混合和分離 6.1 概述
6.1.1 微通道內物質擴散理論和數值模擬基本方法
6.1.2 微通道內物質擴散的實驗研究方法
6.1.3 擴散、混合、分離程度的衡量指標
6.2 壓力驅動下微流動的擴散
6.2.1 維微通道中橫向擴散
6.2.2 三維矩形微通道的橫向擴散
6.3 壓力驅動下微流動的混合
6.3.1 二維彎曲通道的流體混合
6.3.2 三維彎曲通道的流體混合
6.4 壓力驅動下微流動的分離
6.4.1 彎道與分離的關係
6.4.2 三維矩形截面彎道中流體的分離
參考文獻第七章 電滲驅動下微流動的擴散、混合和分離 7.1 概述
7.1.1 電滲流產生的機理
7.1.2 電滲流特點
7.1.3 控制方程
7.1.4 邊界條件
7.1.5 離散方法
7.2 電滲驅動下微流動的擴散
7.2.1 毛細管電泳通道接管對流擴散的理論研究
7.2.2 毛細管電泳通道接管流動的數值模擬
7.3 電滲驅動下微流動的混合
7.3.1 微流動混合研究狀況
7.3.2 控制方程
7.3.3 邊界條件
7.3.4 計算結果及討論
7.4 電滲驅動彎道流中微流動的混合
7.4.1 基本參數
7.4.2 計算結果及討論
7.5 電滲驅動下微流動的分離及彎道效應的消除
7.5.1 微流動分離及彎道效應
7.5.2 彎道效應的數學模型
7.5.3 彎道效應的顯示
7.5.4 消除彎道效應的新方法
7.5.5 最最佳化設計
7.5.6 結果分析
參考文獻
第八章 微流混合器
8.1 概述
8.1.1 微流混合器的套用與性能要求
8.1.2 微流混合器的分類
8.2 衡量混合效果的指標
8.2.1 濃度方差指標
8.2.2 Lyapunov混沌指標
8.2.3 圖像中示蹤粒子密度指標
8.2.4 CCD圖像直接計算混合效率
8.3 混沌混合理論
8.3.1 粒子軌道
8.3.2 各態經歷理論
8.3.3 關聯衰減
8.3.4 映射.
8.4 螺旋式微混合器及其流場的數值模擬
8.4.1 螺旋式結構的分層作用
8.4.2 Re數與混合效果關係
8.4.3 不同通道結構的混合效果
8.5 磁性微混合器
8.5.1 磁流體的製備
8.5.2 旋轉磁場下磁性流體的動力學特性
8.5.3 磁性微混合器的原理和性能分析
參考文獻
前言
近二十多年來，自然科學和工程技術發展的一個重要趨勢是朝微型化邁進，微納機電系統和微全分析系統是其中的兩個典型。微納機電系統可以完成大尺度機電系統所不能完成的任務，也可嵌入大尺度系統中，把自動化、智慧型化和可靠性提高到一個新的水平，該系統已在工業、國防、航天航空、醫學、生物工程、農業和家庭服務等領域獲得了重要套用並有著廣闊的套用前景。微全分析系統是目前分析儀器發展的重要方向，它的出現不僅可以使珍貴的生物試樣與試劑消耗大大降低，而且使分析速度大大提高，費用大大下降微全分析系統以微管道網路為結構特徵，可對微量流體進行採樣、稀釋、反應、分離、檢測等複雜和精確的操作，因而有廣泛的套用前景，如可用於稀有細胞的篩選、信息核糖核酸的提取和純化、基因測序、單細胞分析、蛋白質結晶、藥物檢測等。
