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Un modelo de red para el flujo electroosmótico y por presión en canales microfluídicos porosos

Autores: García-Ros, Gonzalo; Sánchez-Pérez, Juan Francisco; Valenzuela, Julio; Conesa, Manuel; Cánovas, Manuel

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2022

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Acceso abierto

Artículo científico
2022

Un modelo de red para el flujo electroosmótico y por presión en canales microfluídicos porosos


Categoría

Matemáticas

Subcategoría

Matemáticas generales

Palabras clave

Método de simulación de redes
Flujo electroosmótico
Flujo impulsado por presión
Microcanales
Modelo de red
Circuito eléctrico

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 41

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
En este trabajo, se presenta el método de simulación de redes como una herramienta para la resolución numérica del problema de flujo electroosmótico y por presión en microcanales con geometrías rectangular y cilíndrica. Basado en la ecuación de Brinkman para flujo estacionario y porosidad constante, el modelo de red está diseñado utilizando una discretización espacial. Se obtiene un circuito eléctrico equivalente al establecer una analogía entre la variable física velocidad del fluido y el potencial eléctrico. El modelo de red se resuelve de manera rápida y sencilla empleando un código de resolución de circuitos eléctricos, proporcionando soluciones para el perfil de velocidad en la sección transversal del canal y el flujo circulante total. Después de simular dos casos prácticos, se discute la idoneidad de la malla, relacionando los errores relativos cometidos en las variables de interés con el número de celdas utilizadas. Finalmente, se muestran dos aplicaciones adicionales, una para geometrías rectangulares y otra para canales cilíndricos, que demuestran los efectos que los principales parámetros que controlan el flujo en estos tipos de canales tienen en las velocidades y el flujo total: el potencial zeta de los poros del suelo, el potencial aplicado y los gradientes de presión, y la condición de contorno modificada por el potencial zeta en las paredes del canal.

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