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J-GLOBAL ID：201902266592754903   整理番号：19A0299673

電極-多層マイクロ流体デバイスにおける交流電気動力学下の粒子-流体流の数値研究【JST・京大機械翻訳】

Numerical Study of Particle-Fluid Flow Under AC Electrokinetics in Electrode-Multilayered Microfluidic Device

著者 (4件)： Sato Norikazu (Sensing and Process Solution DivisionJFE Techno-Research Corporation) ,  Yao Jiafeng (College of Mechanical and Electrical Engineering, Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, Nanjing, China) ,  Sugawara Michiko (Department of Mechanical EngineeringChiba University) ,  Takei Masahiro (Department of Mechanical EngineeringChiba University)
資料名： IEEE Transactions on Biomedical Engineering  (IEEE Transactions on Biomedical Engineering)
巻： 66  号： 2  ページ： 453-463  発行年： 2019年 
JST資料番号： C0236A  ISSN： 0018-9294  CODEN： IEBEAX  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： アメリカ合衆国 (USA)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 交流(ac)電気動力学の下での粒子-流体流を数値的にシミュレートし,電極-多層マイクロ流体デバイスにより生成した高伝導率媒体の複雑な電場における三次元(3-D)粒子運動を調べた。熱-流体-電気および分散粒子問題を結合するシミュレーションモデルは,3つのac電気速度論(ACEK)現象,すなわち,ac電熱効果(ACET),熱浮力(TB)および誘電泳動(DEP)を組み込んだ。電極-多層マイクロ流体デバイスを,5つの断面における流路側壁に露出した40の電極を用いて作製した。シミュレーションモデルの支配方程式を,有限体積離散化によるEuler-Lagrangian法によって解いた。これらの現象の寄与を明らかにするために,ACETとTBを考慮した場合と考慮しない場合の3つの場合の流体流シミュレーションを行った。流体流は,電極-多層マイクロ流体デバイスの特徴に基づいて,ACETによる短距離渦とTBによる長距離循環から成ることが分かった。流体流によって影響される3-D粒子軌跡を,DEP現象を評価するために,Clausius-Mossotti(CM)因子の実数部の4つの値と比較した。シミュレーションモデルを,セル懸濁液を用いた実験により検証した。粒子追跡流速測定によって測定された流れチャネルの上部におけるセル軌跡のパターンは,シミュレートされたパターンと一致した。シミュレーションと実験の比較により,焦点面上の電極から直線的に移動するセルは,Re[K(ω)]=0.08--0.11の正DEPにより電極から60μmの領域内で減速することが分かった。さらに,Re[K(ω)]=0.10によるDEP力による粒子-流体相対速度を評価することにより,セルに対する3-D DEP有効領域およびACETおよびTB支配領域を予測した。結果として,実験により検証された3次元シミュレーションから,デバイスにおける各ACEK現象の流れ機構と支配領域を明らかにした。Copyright 2019 The Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc. All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： *交流 ,  *流体流 ,  シミュレーションモデル ,  *多層 ,  電場 ,  懸濁液 ,  三次元 ,  チャネル ,  媒質 ,  浮力 ,  軌跡 ,  シミュレーション ,  *マイクロ流体デバイス ,  誘電泳動
準シソーラス用語： 流路 , 【Automatic Indexing@JST】

分類 (2件)： 生体計測  (EL03020C) ,  医療用機器装置  (GA05020L)

タイトルに関連する用語 (7件)： 多層 ,  マイクロ流体デバイス ,  交流 ,  電気動力学 ,  流体流 ,  数値 ,  研究