Uporaba mrežne Boltzmannove metode za napoved hitrostnih profilov v mikrokanalu s trikotnim vstopom s stebričkiŠkoflek, Andraž (Avtor) Plazl, Igor (Mentor) Urbič, Tomaž (Komentor) mrežna Boltzmannova metodamikrofluidikahitrostni profilstebričkiPri načrtovanju procesov in lažji nadaljnji optimizaciji so nam numerične metode v veliko pomoč. V zadnjem času se mrežna Boltzmannova metoda kot alternativa ostalim mezoskopskim metodam vse več uporablja tudi na področju mikrofluidike. Uporabimo jo lahko za enostavnejše simulacije toka kapljevine v kanalu in za zahtevnejše simulacije večfaznih sistemov, kemijskih reakcij ali prenosa toplote. V magistrskem delu sem razvil programsko kodo za mrežno Boltzmannovo metodo v jeziku Fortran. S kodo sem simuliral 2D tok kapljevine v mikrokanalu s trikotnim vstopom s stebrički. Preučeval sem vpliv višine mikrokanala, dolžine vstopnega dela mikrokanala ter postavitve in velikosti stebričkov na porazdelitev kapljevine ob vstopu v glavni del mikrokanala. Z dvema različnima velikostma stebričkov sem naredil štiri različne postavitve za dve različni geometriji vstopnega dela mikrokanala in vse skupaj primerjal med sabo. Optimalne rezultate sem dosegel pri mikrokanalu z daljšim vstopnim delom, gosto postavitvijo manjših stebričkov in manjšo višino mikrokanala. Na ta način dosežemo bolj homogeno porazdelitev kapljevine, prav tako pa se hitrostni profil v glavnem delu mikrokanala hitreje vzpostavi. V primeru postavitve le večjih stebričkov ali kombinacij obeh velikosti stebričkov so porazdelitve slabše, hitrostni profil se vzpostavi dlje od začetka glavnega dela kanala. Pomembna je tudi izbira Reynoldsovega števila, kjer gre za kompromis med dovolj veliko hitrostjo, da je sistem primeren za izvajanje kemijskih reakcij ter dovolj nizko hitrostjo, da le-ta nima ključnega vpliva na slabšo porazdelitev kapljevine in vzpostavitev hitrostnega profila.20242024-03-19 07:55:04Magistrsko delo/naloga155061VisID: 21885COBISS_ID: 189925123sl