شبيه‌سازي جريان ميكروپمپ الكترواسموتيك با استفاده از روش ديناميك ذرات استهلاكي

Simulation of Electro-osmotic Micro Pump, Using Dissipative Particle Dynamics

در اين مقاله، از روش ديناميك ذرات اتلافي براي شبيه ­سازي ريز­پمپ الكترواسموتيك در نقش قلب يك سيستم پيشران فضايي- شيميايي استفاده مي‌شود. در اين شبيه­ سازي، بر اساس قاعده جريان الكترواسموتيك، سيال توسط ريز­پمپ رسانش و پارامتر­هاي متأثر، مانند ابعاد كانال، ولتاژ اعمال­شده و اثر جنس سطح يا زتاپتانسيل بررسي و تحليل شده است. چگونگي توسعه روش شبيه ­سازي به منظور اعمال نيروي خارجي (نيروي الكترواسموتيك) و همچنين، چگونگي توسعه روش به كانال با ابعاد يا شرايط متفاوت ارائه شده است. نتايج به دست ­آمده بررسي پروفيل سرعت در كانال به ازاي پارامتر‌هاي متفاوت متأثر را شامل مي ­شود. اين نتايج با حل تحليلي مقايسه و اعتبارسنجي شده است. در اين بررسي نشان داده شده كه روش الكترواسموتيك روشي ايده ­آل براي انتقال سيال به عنوان ريز­پمپ در شرايط مختلف و همچنين، كار­بردي در شاخص ريز، مانند ريز‌ماهواره، است.

In this paper, the dissipative particle dynamic method is used to simulate the electrosmotic micro pump as the main part of a spatial-chemical propulsion system. In this simulation, the micro-pump is driven by the principle of electrosmotic flow.Furthermore,the effective parameters, such as channel dimensions, applied voltage, surface effect, or zeta potential are analyzed. This research focuses on developing a simulation method for applying external force (electrosmotic force) as well as developing a method to a channel with different sizes and conditions. Our results include velocity profile in a channel with different effective parameters. The result were compared with and validated by analytical solution. It was shown that the electrosmotic method is an ideal method for transferring fluid as a micro-pump in different conditions and also in fine-scales applications, such as in micro-satellites.