一种挡板结构被动式微混合器的设计与仿真北大核心

基于在微通道内设置障碍物可以提高混合效率的方法,以T型方波通道微混合器为基础,设计了一种新型的、具有挡板结构的被动式微混合器,并采用有限元方法建立了仿真模型,分析比较了T型直通道微混合器、T型方波通道微混合器和具有挡板结构的T型方波通道微混合器在不同雷诺数（Re）下器件内流体的流动特性和混合效率。研究结果表明,具有挡板结构的T型方波通道微混合器在挡板阻塞比为1/4时具备最优的综合性能,也即在较宽Re值范围（5～60）内可实现流体的快速、高效混合,混合效率高于95%。     

一种非对称结构微流体混合器的设计与分析

微流体混合器可以用于不同流体之间的混合与反应,其与化学传感器结合构成的化学分析测试系统,具有灵敏度高、响应时间短和稳定性好的特点。在微电子机械加工技术的基础上,设计了一种新型的、具有非对称分离重组结构的微流体混合器,并应用有限元方法建立了仿真模型,讨论了在不同雷诺数(Re=10~80)下,通道几何结构参数对微混合器内的流体流动特性和混合效率的影响。研究结果表明,微流体在该混合器内形成了扩展涡、分离涡和迪恩(Dean)涡,实现了涡系的叠加和强化,加大了流体间的扰动,增加了流体的接触面积,从而大大增强了混合效率。     

微气泡执行器强化微混合的实验研究

微尺度流动的雷诺数(Re)比较低,其混合主要通过扩散来完成,因此需要较长的距离与时间才能混合均匀。为实现微尺度低Re数流体的快速均匀混合,以甲醇及染色甲醇为工质,采用脉冲电压激励微铂膜产生可控气泡,并以气泡周期性胀缩产生的脉冲压力为动力源,研究脉冲压力横向扰动产生的混沌流对微通道内流动混合的影响。结果表明:脉冲压力横向作用使流体的交界面产生了强烈的卷曲拉伸,有效地强化了混合,该微混合器能够在毫米级混合长度及毫秒级混合时间内快速均匀混合,脉冲频率越高,混合效果越好。本研究结果为解决微尺度下低Re数流动混合难题提供了一种有效的崭新手段。     

一种低成本高效率气动式微流控混合器

液体混合是微流控芯片的重要功能之一,微流控液体混合方式可分为主动式和被动式两种。针对目前微流控混合器存在的被动式混合效率不高和主动式混合器制作工艺复杂等问题,研究设计了一种基于雕刻机加工的低成本、高效率气动式微流控混合器。该微流控芯片采用数控雕刻机快速加工微模具,经PDMS固化、翻模、打孔和键合等工艺,实现了微流控混合器的制作。同时研究设计了多气室脉冲气体驱动模式,有效实现了微量试剂和样品的快速混合。实验结果表明,所研究的主动式微流控混合器可以产生对流混沌作用,显著提高微尺度下的混合效率,为实现低成本的微流控芯片制作和高效试剂混合的MEMS生化检测系统提供了一种有效的技术途径。     

用于微流控芯片的PDMS微混合器工艺和数值分析

介绍了一种用软光刻技术制作微流芯片上PDMS微混合器的工艺。首先用SU-8胶制作微模具,然后用复制压模法制作出PDMS微通道,最后用紫外光表面改性实现PDMS材料和玻璃基片的键合。阐述了微混合的机理,用数值分析方法对三种形状微混合器进行了液体混合效率的分析,结果表明,弯形管道特别是Z形管道,由于惯性力在横截面上产生的二次流动能有效增大液体间的微混合面积,因而大大提高了液体混合的效率。     

三种平面被动式微混合器的对比北大核心

主要通过数值模拟对比研究流率比和雷诺数的变化对Circle,Spiral和Tesla三种平面被动式微混合器混合效率的影响。通过混合指数、阻力系数及涡量等分析三种微混合器间的差异,发现Tesla模型的混合效果最好,而同为非对称分离-聚合结构的Circle模型却没有明显的混合优势,通道宽度和通道方向不断变化的Spiral模型在高雷诺数条件下反而取得了很好的混合效果,三种模型的数值模拟结果通过荧光实验得到有效验证。最后结合Spiral与Tesla模型的研究结果,将Tesla模型改为单通道结构并进行数值模拟,发现改进的Tesla模型的混合效果比Tesla模型更好。若在微通道内部能够产生足够强度的扰动,溶液间的扩散对流效应将因此加强,从而有效提高混合效率,研究结果对于微混合器在制药或食品工业等相关领域的实际应用具有一定的指导意义。     

二维变形方波微混合器混合效果

设计并制作了多种二维变形方波微混合器,通过荧光观测及标准偏差数值分析,在低Re数(Re≤13.33)时,考察拐角和单元长度对混合器混合效果的影响。结果表明,集成拐角的混合器存在一个临界Re值1.3,当Re<1.3时,混合基于分子扩散,拐角大小对混合效率无影响,混合效率保持在28%左右;当Re>1.3时,可以产生回流,混合效率随着拐角的减小逐渐提高。对于集成6个单元、拐角为45°、单元长度(s)为3132μm的微混合器,在雷诺系数Re=13.33时,混合效率为56%,约提高了1倍;但当拐角与混合单元长度增大时,混合效率明显降低。     

一种新型压电驱动微流体混合器

设计了一种新型的压电驱动微流体混合器(micromixer)，采用计算流体力学(CFD)的方法对其性能进行了仿真研究。结果显示，该混合器可在很大程度上提高微量流体的混合效率，在雷诺数为16、悬臂梁振动频率为200Hz时，充分混合两微量流体仅需0．158，对应的最小混合长度仅为0．9mm，这基本可以满足目前大多数微流体系统应用的需要。     

基于MEMS技术的微流体混合器及相关技术

介绍了基于MEMS技术的微流体混合器及相关技术,给出了各种微流体混合器的结构、原理和特点,同时对微管道中流体混合的仿真、实验技术以及微管道中微量流体混合程度的评价方法等作了概述。     

主动式交变电场电渗微混合通道数值模拟

为了获得快速、充分的流体混合效果,提出了一种主动式增强微通道内流体混合的方法。利用交变电场电渗,在微通道内诱发混沌流,以提高流体混合效率。基于有限元方法采用COMSOL软件对流体混合过程进行数值仿真,分析了相邻电极极性相同和相反时的混合效率及电场强度、电场频率对混合效率的影响。结果表明,此方法能够有效提高微通道内流体的混合效率。选择适当的电场强度和电场频率对提高混合效率有显著的影响。当相邻电极极性相反时,可获得更好的混合效果。定量地评价了该微混合通道的混合效果,即微通道出口处混合效率在0.5 s后较稳定地保持在99%,与无交变电场的电渗相比,混合效率提高了约46%。     

微混合器研究进展

微混合器作为微全分析系统重要的组成部分,是目前微机电系统(MEMS)领域内的研究热点。文章介绍了微混合器的设计要求与目标、加工方法与材料的选择、微混合的特点与混合机理。微混合器一般可分为主动混合器与被动混合器,基于此分类方法,文章综述了微混合器的国内外研究现状,并讨论了目前研究中存在的一些问题,展望了微混合器的研究前景。     

DF/HF化学激光器关键技术研究状况评析

介绍了燃烧驱动连续波DF/HF化学激光器的基本结构和工作原理,通过对国内外1973年以来大量文献进行分类和总结,对化学动力学和喷管混合性能研究等关键技术展开了较详细的综述、分析.特别从理论模型、试验研究和数值模拟等3个方面对各国喷管混合性能方面的研究状况进行了较全面的归纳总结;指出了国内研究工作的不足之处以及该激光器相关关键技术的进一步发展方向.认为只要攻克这类关键技术,实现该激光器的高效性、紧凑化进而突破其作为战略武器的局限性,则该激光器仍然具有作为高能武器的优势.     

全光波长转换技术

文章简要介绍了全光波长转换技术在WDM全光通信网中的作用；介绍了以半导体光放大器（SOA）为核心器件的几种全光波长的转换技术——利用SOA的交叉增益调制效应、交叉相位调制效应或SOA中的四波混频效应实现波长转换，分析了工作原理并介绍了研究进展情况。     

光纤四波混频对 ASK 调制直接检测光频分复用系统性能的影响

光纤四波混频是导致ＯＦＤＭ系统的信噪比、接收灵敏度和误码率上升的主要非线性作用之一．本文从理论上分析了ＡＳＫ直接检测ＯＦＤＭ系统中四波混频对信噪比信道间串话及检测功率的恶化的影响，得出了在ＡＳＫ直接检测ＯＦＤＭ系统中四波混频光波功率和信号功率恶化系数随光纤参数和信号参数变化的关系，并以三信道ＯＦＤＭ为例作了数值分析．     

光子射频移相器研究与进展

光子射频移相器是光控相控阵的关键器件,近几年引起了广泛的关注.介绍了基于光实时延迟线、基于外差混频技术和基于矢量和技术的光子射频移相器,对其工作原理和技术特点作了分析.集成光学技术的发展将推动光子射频移相器向集成化、微型化的方向发展.     

基于光纤四波混频效应的2R全光再生方法研究

提出了一种基于光纤中四波混频(FWM)效应实现对光信号的再放大和再整形的2R再生功能的方法,分析了该方法的工作原理,设计了一种基于光纤FWM效应实现光信号2R再生的光纤传输仿真系统。仿真结果表明,2R再生信号良好,系统Q值达到21.59,验证了该方法的可行性。所设计的2R再生方案中,泵浦光的波长与功率是影响FWM效率和2R再生性能的主要因素,对其进行了扫参研究,得出泵浦波长为1 548nm、功率为40dBm时,2R再生性能最优。     

Design of microfluidic devices for drug screening on in-vitro cells for osteoporosis therapies

The present work is aimed at the design and fabrication of microfluidic devices for pharmacological in-vitro tests on cells as a tool for individuating the concentration range in which the drug effectiveness is guaranteed, with particular attention to anti-osteoporotic therapies with strontium ranelate.The microsystem consists of a microchannels network for the delivery and mixing of chemical species, designed to provide a controlled drug concentration to each cell culture [1].The design and the optimization of the microfluidic network were carried out by means of both analytical and computational approaches. Besides, micromixers and wells modules were modeled, fabricated and tested separately.A prototype of the complete device has been produced and further experimental tests will be performed.     

A compact 220 GHz heterodyne receiver module with planar Schottky diodes

This letter presents the development of a compact 220 GHz heterodyne receiver module for radars application in which a novel low pass wide stop band intermediate frequency (IF) filter is integrated. The planar Schottky anti-parallel mixing diode based subharmonic mixer (SHM) is used as the receiver’s first stage. The diode is flip-chip mounted on a 50 μm thick quartz substrate. The accurate modeling of the self and mutual inductance of the diode’s air-bridges are discussed. The measured conversion loss (CL) of the SHM has a minimum value of 6.2 dB at 210.5 GHz, and is lower than 8.4 dB in the frequency range 209.4–219.6 GHz with a 10 mW input power from a local oscillator (LO). The LO chain consists of a 110 GHz passive tripler, two Ka-band amplifiers and a Ka-band active tripler. The tested minimum double side band (DSB) noise temperature of the integrated 220 GHz heterodyne receiver is 725 K at 205.2 GHz and lower than 1550 K in the frequency range 199–226 GHz.