شبيه سازي زنجيره پليمري دوسر گيردار در ميكروكانال با استفاده از روش ديناميك ذرات اتلافي

Simulation of Fixed Two Ends Micro Polymer Chain in Microchannel Using Dissipative Particle Dynamics

در اين مقاله، از روش ديناميك ذرات اتلافي جهت شبيه سازي زنجيره پليمري دوسر گيردار در يك ميكروكانال با توجه به حركت سيال توسط ميكروپمپ الكرواسموتيك و اثر پارامترهاي موثر بر جابجايي زنجيره پليمري بررسي خواهد شد. از آنجايي كه در اين شبيه سازي سيال توسط ريز پمپ براساس قاعده جريان الكترواسموتيك رسانش شده، پارامترهاي متاثر همانند پارامتر اثر غلظت يوني، ميدان الكتريكي اعمال شده، اثر جنس سطح يا زتا پتانسيل بررسي و تحليل و اعتبار سنجي شده است. در ادامه، يك زنجيره پليمري در كانال قرار داده شده بصورتي كه دو انتهاي آن ثابت مي باشد و جريان سيال سبب خواهد شد كه زنجيره پليمري جابجا شود. نشان داده مي شود كه ميزان جابجايي زنجيره علاوه بر متاثر بودن از پارامترهاي جريان الكترواسموتيك به پارامترهاي اصلي زنجيره پليمري همانند تعداد گوي ها و خاصيت الاستيسه مابين گوي ها بستگي داشته و بهترين پارامتر كنترل و همچنين جهت حركت زنجيره پليمر در حين عملكرد، ميدان الكتريكي است. نشان داده شده است كه با تغيير ميدان الكتريكي از 50 به 150 ولت بر متر بازاي 20 گوي ميزان جابجايي زنجيره دوبرابر افزايش نموده در حالي كه اگر تعداد گوي ها به 40 عدد اضافه شود در ولتاژ 100 ولت بر متر ميزان جابجايي حدود 3 برابر افزوده خواهد شد. همچنين اثر موقعيت نصب نيز بررسي شده و نشان داده شده است با تغيير موقعيت نصب از مختصاد عمودي 4 و 4- به 9/5 و -9/5 ميكرومتر، بازاي جابجايي زنجيره يكسان، ميزان ميدان الكتريكي به نصف كاهش يافته و ميزان نوسان كمتر ميشود.

In this paper, DPD method is used to simulate the polymer chain in a micrometers channel with respect to fluid motion using electrosomalic micro pump. In this study, the displacement of a polymeric chain at the two fixed ends in an electro-osmotic flow in a simple microchannel is investigated and the influence of the effective parameters are studied on the displacement of the polymeric chain. In the following, a two fixed ends polymeric chain is placed in the channel and the fluid flow will cause the polymer chain to move reciprocatingly. It has been shown that with the change of electric field from 50 to 150 V / m with 20 beads, the amount of chain movement would be twice, while if the number of beads is added to 40, at electric field of 100 V / m, the displacement rate will be increased approximately 3 times. Also, the effect of the position of the installation has been checked and shown by changing the position of the installation from the vertical coordinates 4 and 4 to 9.5 and -9.5, with consideration of the same chain movement, the electric field strength decreased by half, and the amount of oscillation decreases.