基于流动不稳定性控制的微纳器件操纵机理与算法研究

项目名称： 基于流动不稳定性控制的微纳器件操纵机理与算法研究

项目编号： No.51375444

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 机械、仪表工业

项目作者： 杨健

作者单位： 浙江大学

项目金额： 75万元

中文摘要： 基于微纳尺度流动不稳定性控制的操纵方法在新型微纳器件开发中独具潜质和价值。如何揭示其多物理耦合操纵机理，获得更加精准的控制方法是关键科学问题。本项目拟基于微观多相流体动力学理论，建立微纳通道内相界面流动不稳定性控制的跨尺度多物理耦合理论模型；改进前期建成的基于分子动力学（MD）、直接蒙特卡洛模拟（DSMC）和光滑粒子动力学（SPH）耦合的跨尺度算法，应用于求解多物理耦合的控制方程组，获得跨尺度作动下的相界面不稳定条件和热质传递特性等，建立基于流动不稳定控制的微滴操纵模拟算法；构建微滴特性分析测试台，进行流动不稳定性作用下微滴生成预测与控制实验，用实验结果来论证与修正理论模型及算法，揭示流动不稳定性作用下相界面破碎、微滴生成和输运等的作动机制；开发基于微滴操纵的新型微纳反应器件。成果可应用于化学分析、药物提取、新能源利用、环境监测以及生物合成等。

中文关键词： 微纳系统；流动不稳定；耦合操纵；多尺度；微滴

英文摘要： The manipulation approach based on flow instability control under micro-nano scale has unique potential value in the development and application of new type micro-nano devices. The hybrid-control methods of flow instability under micro and nano-scale have

英文关键词： Micro/Nano system；Flow instability；Hybrid manipulation；Multiscale；Microdroplet