检索结果-内蒙古大学图书馆

应用数学和力学 2016年第4期37卷 363-372页

作者：邢靖楠菅永军内蒙古大学数学科学学院呼和浩特010021

利用分离变量法,研究了矩形纳米管道内流体的流向势及电动能量转换效率.通过求解电势满足的Poisson-Boltzmann(泊松-玻尔兹曼)方程和速度满足的Navier-Stokes(纳维-斯托克斯)方程,得到了矩形纳米管道内流体的流向势和电动能量转换效率... 详细信息

利用分离变量法,研究了矩形纳米管道内流体的流向势及电动能量转换效率.通过求解电势满足的Poisson-Boltzmann(泊松-玻尔兹曼)方程和速度满足的Navier-Stokes(纳维-斯托克斯)方程,得到了矩形纳米管道内流体的流向势和电动能量转换效率的解析表达式.通过数值计算,分析了电动宽度K(矩形管道的宽度与双电层厚度的比值)、纳米管道高度与宽度的展向比α以及壁面Zeta势ζ等无量纲参数对流向势及电动能量转换效率的影响.结果表明,当其他参数固定时,流向势随K的增加而减小.当K较小时,电动能量转换效率随K的增大而增大;当K较大时,电动能量转换效率随K的增大而减小.此外,流向势随展向比α的增大而变大.对于较小的K,电动能量转换效率随α的增大而变大;当K较大时,电动能量转换效率随α增大而减小.最后,当壁面电势ζ增大,流向势变大,相应的电动能量转换效率有显著的增加.

关键词：电动能量转换效率流向势矩形纳米管道

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矩形纳米管道内的电动能量转换效率

矩形纳米管道内的电动能量转换效率

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作者：邢靖楠内蒙古大学

学位级别：硕士

本文在矩形纳米管道内,研究了流体的电势、速度、流向势以及电动能量转换效率.通过分离变量法求解了电势和速度分别满足的泊松玻尔兹曼(Poisson-Boltzmann)方程和纳维斯托克斯(Navier-Stokes)方程,得到了矩形纳米管道内流体的电势、速... 详细信息

本文在矩形纳米管道内,研究了流体的电势、速度、流向势以及电动能量转换效率.通过分离变量法求解了电势和速度分别满足的泊松玻尔兹曼(Poisson-Boltzmann)方程和纳维斯托克斯(Navier-Stokes)方程,得到了矩形纳米管道内流体的电势、速度、流向势和电动能量转换效率的解析表达式.通过数值分析及图像的描绘,讨论了相应的无量纲参数即电动宽度K(矩形纳米管道宽度与双电层厚度的比值)、管道壁面Zeta势ζ以及纳米管道的高度与宽度的展向比α等对流向势以及电动能量转换效率的影响.结果表明,当其他参数给出固定值时,随着电动宽度K的增大,流向势在减小.当K的值相对较小时,电动能量转换效率随着电动宽度K的增加而变大;当K取值较大时,电动能量转换效率随着K的增大而减小.此外,流向势随着管道的展向比α的增大而变大.对于取值较小的K,电动能量转换效率随着α增加而变大;当K取值较大时,电动能量转换效率随着α的增加而减小.最后,当壁面Zeta势ζ增大,相应的流向势变大以及电动能量转换效率也有显著的增加.

关键词：电动能量转换效率流向势矩形纳米管道壁面Zeta势

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微管道中PTT流体的电动能量转换效率

微管道中PTT流体的电动能量转换效率

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第十届全国流体力学学术会议

作者：刘勇波菅永军内蒙古大学数学科学学院

在Debye-Huckel近似下,本文给出了平行板微管道中PTT流体的流向势和电动能量转换效率的解析解.我们应用了简化的PTT模型,该模型考虑了线性化的应力系数方程;并讨论了流体流变学和压力梯度对流向势和电动能量转换效率的影响.此外,我们讨... 详细信息

在Debye-Huckel近似下,本文给出了平行板微管道中PTT流体的流向势和电动能量转换效率的解析解.我们应用了简化的PTT模型,该模型考虑了线性化的应力系数方程;并讨论了流体流变学和压力梯度对流向势和电动能量转换效率的影响.此外,我们讨论了相关的无量纲参数对电动能量转换效率的影响.本文所得到的结果能够为微管道中电动能量转换效率的研究提供理论依据.

关键词： PTT模型微管道电动能量转换效率流向势

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多孔介质中偶应力纳米流体的电动能量转换研究

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内蒙古工业大学学报(自然科学版) 2025年第2期44卷 176-183页

作者：张莹刘全生赵光普内蒙古工业大学理学院内蒙古呼和浩特010051 内蒙古大学数学科学学院内蒙古呼和浩特010021

主要研究纳米流体在压力梯度和外加电场作用下通过多孔管道的流动特性。首先,在Debye-Hückel近似下利用Poisson-Boltzmann方程求解电势场的分布。其次,利用物理相关的边界条件,求解动量方程得到纳米流体的速度的解析解。此外通过... 详细信息

主要研究纳米流体在压力梯度和外加电场作用下通过多孔管道的流动特性。首先,在Debye-Hückel近似下利用Poisson-Boltzmann方程求解电势场的分布。其次,利用物理相关的边界条件,求解动量方程得到纳米流体的速度的解析解。此外通过计算还得到了通道中纳米流体的流动电势和电动能量转换(Electrokinetic energy conversion,EKEC)效率的解析解。进一步用图像分析了流速、流动电势、EKEC效率和体积流率随偶应力参数、达西数、纳米颗粒体积分数和无量纲压力梯度参数变化的变化规律。

关键词：偶应力纳米流体电渗流电动能量转换效率流动电势

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粘性依赖压力条件下流体的电动流动和能量转换

粘性依赖压力条件下流体的电动流动和能量转换

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作者：陈星宇内蒙古大学

学位级别：博士

微流控是在微纳米尺度通道内驱动和操控流体流动的一项多学科交叉的科学和技术,近年来已在热控制系统,生物传感器,化学传感器,物质的混合与分离装置,药物传输系统以及能源获取装置等领域得到了广泛的应用.其中微纳通道内的电动能量转换... 详细信息

微流控是在微纳米尺度通道内驱动和操控流体流动的一项多学科交叉的科学和技术,近年来已在热控制系统,生物传感器,化学传感器,物质的混合与分离装置,药物传输系统以及能源获取装置等领域得到了广泛的应用.其中微纳通道内的电动能量转换已逐渐成为可再生能源开发的新途径之一.相比于传统恒定粘性的流体流动,在高压驱动下,流体的粘性在宏观流动中会随着压力发生变化,如聚合物加工,药片剂制造,原油和燃料油的抽运,流体膜润滑等.此外,对于微尺度流动,实验研究表明,流体的粘性很大程度上也依赖于高压.基于流体粘性依赖于压力这一物理特征,本文将通过理论分析对微纳流体装置中牛顿流体,粘弹性流体以及弱可压缩流体的电动流动和能量转换展开研究.给出相关参数,如压力粘性系数,Weissenberg数,松弛系数,压缩性系数对流向势,速度,流体粘性以及电动能量转换效率的影响.具体问题包含以下四个方面:(1)粘性依赖压力下牛顿流体的电动流动和能量转换效率.首先研究了在圆柱形纳米通道中,粘性依赖压力下不可压缩牛顿流体的电动流动及电动能量转换效率问题.与恒定粘性的电动流动相比,在考虑粘性依赖压力的影响下需要求解二维非线性动量方程.通过小参数展开法得到了轴向和径向速度,压力,流向势以及转换效率的渐近解.结果显示,压力粘性系数能够提高流向势.当压力粘性系数较大时,压力分布呈现出明显的非线性特征.较大的压力粘性系数会降低电动能量转换效率.(2)粘性依赖压力下粘弹性流体的电动流动和能量转换效率.在平行板纳米通道中,考虑粘性指数型依赖压力下不可压缩粘弹性流体的电动流动和电动能量转换效率.通过小参数展开法求解二维的粘弹性流体动量方程,得到速度,压力,流向势和能量转换效率的渐近解.结果表明在Weissenberg数小于临界值时,流向势随着压力粘性系数的增加呈现一个增加的趋势,然而,在Weissenberg数大于临界值时,可以观察到一个减小的趋势.Weissenberg数对零阶的速度无显著影响,但是对一阶和二阶速度影响较大,并且随着Weissenberg数的进一步增加,流动速度剖面出现波状,而不是经典的抛物型.考虑粘性依赖压力效应时,粘弹性流体的电动能量转换效率会随着Weissenberg数的增加而逐渐降低.(3)粘性和松弛时间依赖压力下粘弹性流体在滑移纳米通道中的电动流动和能量转换效率.在滑移壁面的平行板纳米通道中,研究了粘性和松弛时间依赖压力下不可压缩粘弹性流体的电动流动与电动能量转换效率.通过小参数展开法,获得速度和压力的二阶渐近解.结果表明,随着松弛系数的增加,流体粘性逐渐增加,但是流向势和电动能量转换效率逐渐降低.考虑粘性和松弛时间依赖压力效应时,滑移长度导致粘弹性流体的粘性减弱,但可以提高粘弹性流体的流向势和电动能量转换效率.(4)粘性和密度依赖压力下弱可压缩流体的电动流动和能量转换效率.在粘性和密度依赖压力下,考虑了平行板纳米通道中弱可压缩流体的电动流动和能量转换效率.通过小参数展开法,耦合求解连续性方程和动量方程,获得二维流动速度和压力的二阶渐近解.结果表明,流向势和流体粘性随压缩性系数的增大而减小.电动能量转换效率随压缩性系数的增大而增大.这一现象也说明,为了从电动能量转化装置中获得更高的电动能量转换效率,可压缩流体将优于不可压缩流体.

关键词：粘性依赖压力粘弹性流体弱可压缩流体电动流动电动能量转换效率

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旋转微管道中压力驱动流的流向势分析

旋转微管道中压力驱动流的流向势分析

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作者：陈星宇内蒙古大学

学位级别：硕士

本文在低zeta势近似下,讨论了旋转微管道中的流向势和电动能量转换效率.通过求解电势满足的Poisson-Boltzmann方程和速度满足的Navier-Stokes方程,得到了电解质溶液中流向势和电动能量转换效率的解析解.通过数值计算,分析了无量纲电动宽... 详细信息

本文在低zeta势近似下,讨论了旋转微管道中的流向势和电动能量转换效率.通过求解电势满足的Poisson-Boltzmann方程和速度满足的Navier-Stokes方程,得到了电解质溶液中流向势和电动能量转换效率的解析解.通过数值计算,分析了无量纲电动宽度K、无量纲旋转角速度ω对流向势的影响.结果表明,当无量纲旋转角速度ω增加时,主流方向的流向势减小,由旋转诱导方向的流向势先增加后减小.当电动宽度K增加时,主流方向和二次流方向的流向势都在减小.此外,详细讨论了其他无量纲参数包括电动宽度,壁面电势,无量纲旋转角速度等对电动能量转换效率的影响.壁面电势增大会导致电动能量转换效率的增加.与平行板不旋转时相比,旋转能提高电动能量转换效率.这些理论结果对旋转微纳米管道流动系统的能源获取具有指导性意义.

关键词：旋转流向势电动能量转换效率微流体流动

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