تحلیل عددی پدیده‌ی اختلاط مغناطیسی در یک جریان الکترواسموتیک بین دو صفحه موازی

Abstract

در مقاله حاضر، اختلاط در جریان‌ الکترواسموتیک در حضور یک میدان مغناطیسی با سه موقعیت مختلف مکانی به‌صورت عددی مطالعه و شبیه‌سازی شده است. هندسه جریان یک مجرای دوبعدی بین دو صفجه موازی است و جریان مورد نظر تراکم ناپذیر، دائم و آرام فرض شده است. معادلات حاکم بر مسأله، شامل معادلات اندازه حرکت اصلاح شده (ناویر-استوکس) برای میدان جریان سیال، معادلات میدان‌های پتانسیل الکتریکی خارجی و داخلی، معادلات توزیع غلظت یون‌های مثبت و منفی (ارنست-پلانک)، معادله میدان مغناطیسی و معادله‌ی غلظت گونه‌ها به روش عددی حجم محدود حل شده است.به منظور اعتبارسنجی برنامه عددی، یک جریان ایده‌آل الکترواسموتیک که در آن سراسر دیواره‌ها باردار می‌باشد، شبیه‌سازی گردیده است و نتایج آن با نتایج تحلیلی موجود مقایسه شده است.نتایج عددی نشان می‌دهد که در حضور یک میدان مغناطیسی برای جریان در یک ریزمجرا، راندمان اختلاط نسبت به حالت عدم حضور میدان مغناطیسی افزایش چشم‌گیری می‌یابد، به طوری که راندمان اختلاط نهایی حداکثر به 3/93 درصد می‌رسد. البته این در حالی است که میدان مغناطیسی قبل از لایه دوگانه الکتریکی اعمال شده باشد.

Keywords

• ریزمخلوط‌گر
• راندمان اختلاط
• میدان الکتریکی
• شبیه‌سازی عددی
• ناویر-استوکس