p158. مطالعه عددي شكست قطره در حضور جسم صلب در يك كانال ميكروسيال تخت

Numerical study of droplet breakup in the presence of a rigid body in a microfluidic

پيرو مطالعات تجربي انجام شده، در اين مطالعه، حركت و شكست يك قطره در يك كانال ميكروسيال به صورت عددي مورد بررسي قرار گرفته است. كانال مورد مطالعه از يك اتصال تقاطعي با دو كانال ورودي و خروجي عمود بر هم و يك جسم صلب دايروي شكل به قطر 2b كه در مركز قرار گرفته است، تشكيل شده است. با استفاده از روش المان مرزي (BEM)، معادله­ي برينكمن را در يك كانال ميكروسيال دوبعدي به صورت عددي حل شده و پديده شكست قطره را زماني كه قطره با جسم صلب برخورد مي­كند، مورد مطالعه قرار مي­گيرد. نتايج عددي نشان مي­دهد كه پديده شكت قطره تابعي از اندازه قطره، اندازه جسم صلب و عدد موئينگي قطره است. احتمال وقوع پديده شكست قطره در دو دياگرام فازي برحسب پارامترهاي شعاع قطره، جسم صلب و عدد موئينگي خلاصه شده است.

Motivated by experimental studies, in this work, motion and breakup of droplet in a microfluidic channel have been numerically studied. Our suggested channel geometry consists a cross-intersection with two inlet channels and two outlet channels making an angle of 90◦ relative to each other and a rigid body which is located at the center of cross-intersection. The solution of the depth-averaged Brinkman equation is obtained numerically via a self-consistent integral equation using the boundary element method. Our numerically results indicate that the droplet breakup depends on the radius of droplet, rigid body, and capillary number. The occurrence of droplet breakup is summarized in the two phase diagrams scanned by the droplet size, radius of rigid body, and capillary number.