مجلهانیک مدرس مهندسی مک، یور شهر1693 ، دوره17 ، شماره3 ، ص ص661 - 611 علمی پژوهشینامه ماه مهندسیانیک مک مدرس mme.modares.ac.ir یدستفاده نمایرت ذیل از عباله این مقاع به ارجا برای ا: Please cite this article using: Y. Basati, O. R. Mohammadipour, H. Niazmand, Geometry and zeta potential effects on electroosmotic mixing in converging (diverging) microchannel using lattice boltzmann method, Modares Mechanical Engineering, Vol. 17, No. 6, pp. 331-341, 2017 (in Persian) ح بر اختلطرگذاری سطندسه و باسی اثر هر برروکانال در میکاسموتیک الکترو های که بولتزمن شبده از روشستفا ا با)واگرا( همگرا ر بساطی یاس 1 حمدی پورمیدرضا م ، ا 2 یازمند ، حمید ن 3 * 1 - کارشناسی دانشجویوسی مشهد، مشهدنشگاه فردنیک، دارشد، مهندسی مکا ا 2 - ، تهراننشگاه پیام نورنیک، داار، مهندسی مکاستادی ا 3 - وسی مشهد، مشهدنشگاه فردنیک، دا، مهندسی مکاستاد ا * مشهد، صندوق پستی9177948944 ، niazmand@um.ac.ir عات مقاله اطل چکیده پژوهشی کامل مقاله دریافت:19 بهمن1395 پذیرش:05 ا ردیبهشت1396 ئه در سایت: ارا02 ت یر1693 جریان میزان اختلط دردسی آن برغییرات هنیزمجرا و تل سطحی رع پتانسی توزییق اثرات در این تحقارسی قررد بروتیک موری الکترواسم ها ندسه است. ه گرفته کانالرسی شاملد بر های موررا و همگرارا، واگ، همگستقیم های م- واگرا است. شبیه با تکیه براسموتیکن الکترو جریا سازی معادلت حل ناویر- کس و استو نرنست– زمن صورتکه بولتدی شبمک روش عدی به ک الکتریکعت و بارع میدان سر محاسبه توزی پلنک برای ه است. صحت شبیه گرفترگذارییط با شرالی موجود در تحلیتزمن و حلکه بول شبست آمده از روشدی به دسه میان حل عد با مقای سازی ت میدان جرست و در نهای گرفته اارابی قر یکنواخت مورد ارزیرگذاریختلط در حضور بان و پدیده ا یاه سطحی به منظور دست ناپیوست هایابی ی ست که در عین حال بای همگرا اهایز مجرا ملحظه اختلط در رود قابلهبکی از بدی حا. نتایج عدرسی شده است برختلطی مناسب به الگوی ا ده از میکرستفالعکس است و بامراه بوده ااد دبی ه زیً کاهش نسبتا وکانالین رو بالط شده است. از اهش اختش دبی و کا واگرا منجر به افزای های ندسه از هستفاده ای همگرا ها- واگرا میشان میدی ن. نتایج عدلط دست یافتن اختندمای از دبی و راه تعادل مناسب توان بده ازستفاد که ا ده جرای همگرا ریزم– واگراب سبیجاد ان اختلطندما را90 ٪ همرا در مقایسه بای مناسب ه با دبز مجرای واگرا ری- گرا می هم شود. ژگان: کلید وا که بولتزمن شب اختلط اسموتیک الکترو نرنست- پلنک ل همگرارو کانا میک- واگرا Geometry and zeta potential effects on electroosmotic mixing in converging (diverging) microchannel using lattice boltzmann method Yaser Basati 1 , Omid Reza Mohammadipour 2 , Hamid Niazmand 1* 1- Department of Mechanical Engineering, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran. 2- Department of Mechanical Engineering, Payame Noor University (PNU), Tehran, Iran * P.O.B. 9177948944 Mashhad, Iran, niazmand@um.ac.ir ARTICLE INFORMATION ABSTRACT Original Research Paper Received 07 February 2017 Accepted 25 April 2017 Available Online 23 June 2017 In this study, effects of zeta potential distribution and geometrical specifications are numerically investigated on mixing efficiency in electroosmotic flows. Considered geometries include straight, converging, diverging, and converging-diverging microchannels. Electroosmotic flow simulations are conducted based on the N-S and Nernst-Planck equations for momentum and ionic charges distributions, respectively, by lattice Boltzmann method. Numerical simulations are validated against available analytic electroosmotic flow solutions in homogeneous straight channels, and then flow patterns and mixing performances in the presence of non-uniform zeta potential distributions are investigated in thesearch for enhanced mixing performances. Numerical results indicate that converging channel leads to a sizable increase in mixing efficiencies, while at the same time the flow rate decreases. In contrast, diverging channels increase the flow rate, while decreasing the mixing efficiency. Therefore, it is expected to achieve a balance between the mixing efficiency and mass flow rate using converging-diverging geometries. Numerical results indicate that mixing efficiency of about 90% can be reached with a converging-diverging microchannel with a reasonable decrease in mass flow rate as compared to its geometrical diverging-converging counterpart channel. Keywords: Lattice Boltzmann Method Mixing Electroosmotic Nernst–Planck Converging–diverging microchannel -1 مقدمه یستمبردهای سه گذشته کار دهر چند دالتی میکروسی هایمی و در شی یستمکتورها، سند بیورای مان بیوشیممنی ای هایر اهدافین د سنج و همچن یل و سنتزند تجزیه و تحلستی مان زیRNA / DNA نی بوده است. رو به فزو یستمم و خلقانه سای مهبردهز کارکی ا ییزتراشهالتی، ر میکرو سی های های شگاهی می آزمایامل یک آزمایشگاه درگاهی شه آزمایشیزتراش باشد. یک ر آرایه مقیاس میکرو باروکانا از میک ای لرهای و مدالکترود، حسگرها، ا ها ودها در مکان. الکترکی است الکترونیارند، بهار د های مختلف قر طوری که با Downloaded from mme.modares.ac.ir at 8:58 IRST on Thursday November 25th 2021