《表1 预浓缩器的不同形状微柱在通道中的参数》

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《基于微流体通道的柱状预浓缩器的设计与仿真》

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在此几何模型的基础上，基于COMSOL Multiphysics 5.0仿真软件建立气相微流体含有微纳结构的微流控通道流动的三维物理模型，因为不同结构的预浓缩器高度相同并且入口压力是均匀的，所以仿真的稳态结果中微柱垂直方向流速是均一的，从而可以简化计算，将三维模型简化为二维模型进行分析。仿真模型包括三个部分，即进口通道、出口通道和气体反应通道。流场设置为层流流入，材料为空气，固体结构材料为硅基。首先不考虑进出口结构对流体的影响，在气体通道两侧进入口设置均匀的压力差为10 kPa，其中四种不同形状微柱在通道中的实际参数如表1所示。当考虑进出口结构时，同样设置两侧通道压力差为10 kPa，但口径大小是通道宽度的1/10，通过改变入口通道的角度和引入分流的设计思路来研究进出口结构对预浓缩器效果的影响。