مدل سازی عددی میکروپمپ الکتروهیدرودینامیک

این پایان نامه به بررسی و تحلیل عددی میکرو پمپ الکتروهیدرودینامیکی می پردازد.این نوع میکروپمپ از یک میکروکانال تشکیل شده است که در طول آن الکترودها قرار دارند. با باردار شدن الکترودها و ایجاد میدان الکتریکی، سیال باردار می شود و بر اثر نیروی واردشده از سوی میدان الکتریکی حرکت می کند. با توجه به ابعاد کوچک این نوع میکروپمپ و روند ساخت پیچیده آن، شبیه سازی عددی و بررسی شرایط بهینه و مناسب این میکروپمپ قبل از ساخت از ضروریات اجتناب ناپذیر است.از سوی دیگر، به خاطر کوپل شدن معادلات جریان سیال و معادلات الکتریکی در این میکروپمپ، تحلیل عددی آن با مشکلات و پیچیدگی هایی همراه است. با توجه به این مسئله، در این پایان نامه یک الگوریتم عددی برای تحلیل این نوع میکروپمپ ها پیشنهاد شده است. سپس با مقایسه نتایج این مدل سازی با نتایج حاصل از میکروپمپ های ساخته شده که در منابع مختلف اطلاعات آن ها موجود است، صحت الگوریتم پیشنهادی مورد بررسی قرار گرفته است. در ادامه، این میکروپمپ در شرایط فیزیکی و هندسی مختلف مورد تحلیل قرار گرفته و نتایج آن با یکدیگر مقایسه شده است. از جمله پارامترهای مورد بررسی، می توان به ولتاژ اعمال شده بر الکترودها اشاره کرد. با تغییر این کمیت فشار و سرعت سیال تغییر می کند. با توجه به این مسئله، محاسبه مقدار دبی در ولتاژهای مختلف در موارد استفاده مانند تزریق دارو و آزمایشگاه کوچک بر روی میکروچیپ کاربرد زیادی دارد. همچنین نتایج نشان می دهد که، با تغییر فاصله الکترودها و یا تغییر فاصله مرحله های این نوع میکروپمپ، می توان سرعت و فشار سیال را کنترل کرده و در صورت نیاز، فاصله بهینه برای این متغیرها هندسی را محاسبه کرد. نتایج نشان می دهد که، با افزایش ولتاژ، کاهش فاصله الکترودها و افزایش ارتفاع الکترودها، فشار سیال افزایش می یابد.