'

Моделирование электрокинетического переноса в неоднородных системах на основе LBE-алгоритмов

Понравилась презентация – покажи это...





Слайд 0

Моделирование электрокинетического переноса в неоднородных системах на основе LBE-алгоритмов Выполнил Магистрант кафедры системного анализа Ивашкевич Евгений Валерьевич Руководитель старший преподаватель кафедры системного анализа Скакун Виктор Васильевич Консультант Dr. Dzmitry Hlushkou, Max Planck Institute for Dynamics of Complex Technical Systems


Слайд 1

2 Цели и задачи. Разработка численной модели электрокинетического переноса в неоднородных системах на основе решёточных методов.


Слайд 2

3 Актуальность задачи. Применение электрокинетических эффектов Создание электромеханических систем на микро- и нано- масштабах. «чипы-лаборатории» электроосмотические насосы электроосмотические микшеры … Биохимический анализ сложных смесей. Создание топливных элементов. …


Слайд 3

4 Физические основы электрокинетических явлений. Гидродинамика. Уравнение движения. Уравнение Навье-Стокса: Уравнение непрерывности: (1) (2)


Слайд 4

5 Физические основы электрокинетических явлений. Массоперенос. Диффузия Конвекция Миграция ионов в электрическом поле Уравнение Нернста-Планка: Уравнение Пуассона: (3) (4)


Слайд 5

6 Физические основы электрокинетических явлений. Электрический двойной слой. Уравнение Пуассона-Больцмана: (5)


Слайд 6

7 Физические основы электрокинетических явлений. Электроосмос и массопередача Электромиграция – процесс перемещение отдельных ионов, вызванное прикладываемым электрическим полем. Электроосмос – явление возникновения потока в жидкости, вызванный электромиграцией во внешнем электрическом поле.


Слайд 7

8 Численные методы. Уравнение Навье-Стокса. Кинетическое уравнение Больцмана. Кинетическое BGK уравнение Больцмана. Решеточное уравнение Больцмана. Решеточное уравнение Больцмана в силовом поле. Кинетическое уравнение Больцмана: Решеточное уравнение Больцмана в силовом поле: (6) (7)


Слайд 8

9 Численные методы. Уравнение Навье-Стокса. Решеточное уравнение Больцмана. Определение макроскопических характеристик.


Слайд 9

10 Численные методы. Уравнение Нернста-Планка. LCDM Уравнение Нернста-Планка: Решеточное уравнение Нернста-Планка: Значение концентрации в узле решетки: (8) (9) (10)


Слайд 10

11 Численные методы. Уравнение Пуассона. LPM Уравнение Пуассона: Решеточное уравнение Пуассона: Значение потенциала в узле решетки: (11) (12) (13)


Слайд 11

12 Моделирование электрокинетических явлений. Общий подход.


Слайд 12

13 Моделирование электрокинетических явлений. Приближения. Система является изотермической (в частности, энергия не выделяется в виде тепла); Система находится в стационарном состоянии (переходные процессы отсутствуют); Вязкость в системе постоянна; Диэлектрические константы не зависят от напряженности электрического поля (отсутствует поляризация); Диэлектрические константы не зависят от плотности жидкости (отсутствуют эффекты электрострикции);


Слайд 13

14 Моделирование электрокинетических явлений. Численная реализация решеточных алгоритмов.


Слайд 14

15 Моделирование электрокинетических явлений. Моделируемая система. Физическое представление.


Слайд 15

16 Моделирование электрокинетических явлений. Моделируемая система. Физическое представление. Решеточная модель D2Q9.


Слайд 16

17 Моделирование электрокинетических явлений. Алгоритм моделирования.


Слайд 17

18 Результаты моделирования электрокинетических явлений. Отсутствие ионов в жидкости.


Слайд 18

19 Результаты моделирования. Массоперенос. Однородное распределение потенциала на пластинах.


Слайд 19

20 Результаты моделирования. Массоперенос. Неоднородное распределение потенциала на пластинах.


Слайд 20

21 Результаты моделирования. Электроосмос. Однородное распределение потенциала на пластинах. Распределение скорости EOF.


Слайд 21

22 Результаты моделирования. Электроосмос. Неоднородное распределение потенциала на пластинах. Распределение потенциала и концентрации ионов.


Слайд 22

23 Результаты моделирования. Электроосмос. Однородное распределение потенциала на пластинах. Распределение скорости EOF.


Слайд 23

24 Заключение. Выводы. Была разработана и реализована численная модель электрокинетического переноса в неоднородных системах на основе решёточных методов (LBM, LPM, LCDM). Была проверена адекватность построенной модели.


Слайд 24

25 Спасибо за внимание


×

HTML:





Ссылка: