0

پمپ میکروسیال آکوستیک

View Categories

پمپ میکروسیال آکوستیک

18 min read

PDF
پمپ میکروسیال آکوستیک
معرفی
دستگاه های میکروفیویدیک در زمینه تحقیقات و تشخیص های زیست پزشکی، به ویژه برای تهیه و آنالیز نمونه های مایع، به طور فزاینده ای محبوب می شوند. برای ایجاد سیستم های میکروسیال عملکردی، پمپ ها، شیرها، میکسرها و غیره نیز در سیستم های ماکروفلویدیک مورد نیاز است. این مدل یک پمپ میکروسیال رانده صوتی را بررسی می‌کند که می‌تواند جریان را در یک سیستم میکروسیال بسته هدایت کند. هندسه مدل از هندسه ای که توسط Huang و همکارانش به صورت تجربی و عددی بررسی شده است، الهام گرفته شده است، اما یکسان نیست . در Ref. 1 .
پمپ میکروسیال آکوستیک توسط پدیده آکوستیک غیرخطی به نام جریان آکوستیک هدایت می شود. جریان صوتی یک جریان سیال ثابت است که توسط یک میدان صوتی به دلیل شرایط غیرخطی در معادلات ناویر-استوکس ایجاد می شود. در مفهوم ریاضی، جایی که میدان صوتی، میدان مرتبه اول خطی شده معادلات ناویر-استوکس است، میدان جریان صوتی، میدان مرتبه دوم میانگین زمانی در طرح اغتشاش است.
در پمپ میکروسیال آکوستیک، جریان توسط مشارکت های غیرخطی ایجاد می شود که نزدیک به ساختارهای لبه تیز در کانال میکروسیال ایجاد می شود.
تعریف مدل
این مدل یک پمپ میکروسیال آکوستیک دو بعدی است که از یک کانال میکروسیال پر از آب به عرض W c  = 0.6  میلی متر تشکیل شده است و کانال بسته است. همانطور که در شکل 1 مشاهده می شود، یک بخش از کانال شامل آرایه ای از ساختارهای لبه تیز در مرز است . فرض بر این است که جامد اطراف از نظر صوتی سخت است و بنابراین فقط حوزه سیال مدل شده است.
جریان صوتی توسط یک نیروی جسم صوتی که به دلیل غیرخطی بودن در معادله ناویر-استوکس القا می شود، القا می شود. رجوع کنید به رفر. 2 . نیروی آکوستیک بدن، f aco ، به صورت داده شده است
(1)
براکت های زاویه نشان دهنده میانگین زمانی میدان های صوتی نوسانی هستند. برای مدل‌سازی صحیح لایه‌های مرزی چسبناک و حرارتی و نیروی آکوستیک بدنه، لازم است از یک توری ظریف در اطراف سازه‌های لبه تیز استفاده شود. ساختارهای لبه تیز دارای ضخامت 0.2 میکرومتر در نوک هستند. در ناحیه اطراف ساختار لبه تیز، یک مدل صوتی کامل ترموویسکوز استفاده می‌شود، و در حوزه بزرگ یک مدل آکوستیک فشار برای محدود کردن الزامات محاسباتی استفاده می‌شود. لازم است از رابط آکوستیک ترموویسکوز، دامنه فرکانس در اطراف ساختارهای لبه تیز استفاده شود زیرا ویژگی های هندسی از مقیاس طولی قابل مقایسه با لایه های مرزی چسبناک و حرارتی در سیال هستند.
شکل 1: هندسه پمپ میکروسیال.
نیروی دامنه آکوستیک توسط ویژگی چندفیزیکی جفت دامنه جریانی آکوستیک محاسبه و به رابط جریان آرام اعمال می‌شود که رابط آکوستیک ترموویسکوز، دامنه فرکانس را با رابط جریان آرام جفت می‌کند . کوپلینگ مرزی جریان آکوستیک تکمیلی ، در دسترس برای هر دو آکوستیک فشار، دامنه فرکانس و آکوستیک ترموویسکوز، دامنه فرکانس، استفاده نمی شود زیرا مشارکت های آن در این تنظیم ناچیز است (می توان آن را گنجاند اما ویژگی دیگر بر آن غالب خواهد بود). جفت مرزی از آکوستیک ترموویسکوز تنها در صورتی مهم است که مرز ارتعاش داشته باشد. بنابراین، اگر ارتعاشات فلپ‌های نازک مدل‌سازی می‌شوند، کوپلینگ مرزی جریان صوتی باید برای مدل‌سازی جریان سیال پایدار حاصل شود.
نتایج و بحث
میدان آکوستیک به عنوان آکوستیک فشار، دامنه فرکانس در حوزه بزرگ با مدل سیال ترموویسکوز (تلفات حجیم چسبناک)، و با آکوستیک ترموویسکوز، دامنه فرکانس در 13 حوزه کوچک اطراف سازه‌های لبه تیز مدل‌سازی می‌شود.
شکل 2: میدان فشار صوتی در کانال میکروسیال.
میدان صوتی بر روی چهار مرز عمودی در حوزه آکوستیک فشار بزرگ فعال می شود. شکل 1 را ببینید . برای بدست آوردن سطوح فشار صحیح میدان صوتی ایستاده، اتلاف در لایه های مرزی حرارتی و چسبناک در حوزه آکوستیک فشار با استفاده از شرط مرزی امپدانس لایه مرزی ترموویسکوز بر روی مرزها گنجانده شده است.
در شکل 2 ، میدان فشار برای یک تحریک در 2 مگاهرتز و جابجایی تحریک 1 نانومتر نشان داده شده است. جریان ثابت آکوستیک-جریان در یک مرحله مطالعه ثابت با استفاده از میدان های صوتی حل شده حل می شود. جریان توسط یک نیروی بدنه صوتی f aco (به معادله 1 مراجعه کنید ) در نزدیکی ساختارهای لبه تیز (که توسط ویژگی جفت دامنه جریان صوتی اضافه شده است ) القا می شود. نیروی آکوستیک بدن در اطراف یکی از ساختارهای لبه تیز در شکل 3 نشان داده شده است . توجه داشته باشید که نیروی صوتی بدن در نوک ساختار لبه نازک قرار دارد.
شکل 3: نیروی آکوستیک بدن ایجاد شده در نوک ساختار لبه تیز.
نیروی صوتی بدن در هر ساختار لبه نازک یک جریان سیال پیچیده در نیمه پایین کانال میکروسیال ایجاد می کند. اما از آنجایی که تمام ساختارهای لبه نازک جهت یکسانی دارند، یک میدان جریان غیر صفر در کل کانال ایجاد می شود. جریان سیال حاصل در یک مقیاس لگاریتمی در شکل 4 نشان داده شده است . پمپ میکروسیال آکوستیک یک جریان سیال در خلاف جهت عقربه های ساعت ایجاد می کند. مقیاس لگاریتمی برای گرفتن هر دو جریان پیچیده و سریع در اطراف ساختارهای لبه نازک و جریان سیال در بقیه کانال میکروسیال انتخاب شده است.
این مثال نشان می‌دهد که چگونه یک میدان صوتی می‌تواند یک جریان سیال ثابت را در سیستم‌های میکروسیال بسته القا کند، که به‌طور تجربی توسط گروه تحقیقاتی تونی جی. هوانگ در Ref. 1 .
شکل 4: جریان جریان ثابت در کانال میکروفلودیک که توسط شرایط منبع صوتی هدایت می شود.
نکاتی درباره پیاده سازی COMSOL
نیرو و تنش های اعمال شده در حوزه سیال به مشتقات میدان های صوتی بستگی دارد. بنابراین توصیه می شود که ترتیب عنصر متغیرهای وابسته آکوستیک ترموویسکوز، رابط دامنه فرکانس را به سرندیپیتی درجه دوم برای فشار صوتی و سرندیپیتی مکعبی برای سرعت و دما آکوستیک افزایش دهید.
منابع
1. P.-H. هوانگ و دیگران، “یک پمپ آکوستوفلویدیک قابل برنامه ریزی و قابل برنامه ریزی که توسط سازه های لبه تیز نوسانی تغذیه می شود”، Lab Chip ، جلد. 14، صفحات 4319-4323، 2014.
2. PB Muller و H. Bruus، “مطالعه عددی اثرات ترموویسکوز در جریان آکوستیک ناشی از اولتراسوند در میکروکانال ها”، Phys. Rev. E , vol. 90، ص. 043016, 2014.
مسیر کتابخانه برنامه: Acoustics_Module/Nonlinear_Acoustics/acoustic_microfluidic_pump
دستورالعمل مدلسازی
از منوی File ، New را انتخاب کنید .
جدید
در پنجره جدید ، روی  Model  Wizard کلیک کنید .
مدل جادوگر
1
در پنجره Model  Wizard روی  2D کلیک کنید .
2
در درخت Select  Physics ، Acoustics>Pressure  Acoustics>Pressure  Acoustics،  Frequency  Domain  (acpr) را انتخاب کنید .
3
روی افزودن کلیک کنید .
4
در درخت Select  Physics ، Acoustics>Thermoviscous  Acoustics>Thermoviscous  Acoustics،  Frequency  Domain  (ta) را انتخاب کنید .
5
روی افزودن کلیک کنید .
6
در درخت Select  Physics ، Fluid  Flow>Single-Phase  Flow>Laminar  Flow  (spf) را انتخاب کنید .
7
روی افزودن کلیک کنید .
8
 روی مطالعه کلیک کنید .
9
در درخت انتخاب  مطالعه ، مطالعات پیش‌فرض  برای برخی از رابط‌های فیزیکی > دامنه فرکانس را انتخاب کنید .
10
 روی Done کلیک کنید .
هندسه 1
1
در نوار ابزار Geometry ، روی Insert  Sequence کلیک کنید و Insert  Sequence را انتخاب کنید .
2
به پوشه Application Libraries مدل بروید و روی فایل acoustic_microfluidic_pump_geom_sequence.mph دوبار کلیک کنید .
3
در نوار ابزار Geometry ، روی  ساختن  همه کلیک کنید .
پس از وارد کردن هندسه، به راحتی می توان آن را به عنوان پارامتر تغییر داد. به سادگی مقدار یک بعد را در لیست پارامترها تغییر دهید. این به طور خودکار هندسه را به روز می کند.
تعاریف جهانی
پارامترها – هندسه
1
در پنجره Model  Builder ، در قسمت Global  Definitions روی Parameters  1 کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای پارامترها ، پارامترها – هندسه را در قسمت متن برچسب تایپ کنید .
پارامترها – مدل
1
در نوار ابزار Home ، روی  پارامترها کلیک کنید و Add>Parameters را انتخاب کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای پارامترها ، پارامترها – مدل را در قسمت متن برچسب تایپ کنید .
3
قسمت Parameters را پیدا کنید .  روی Load  from  File کلیک کنید .
4
به پوشه Application Libraries مدل بروید و روی فایل acoustic_microfluidic_pump_parameters.txt دوبار کلیک کنید .
مواد را اضافه کنید
1
در نوار ابزار Home ، روی  Add  Material کلیک کنید تا پنجره Add  Material باز شود .
2
به پنجره Add  Material بروید .
3
در درخت، Built-in>Water,  liquid را انتخاب کنید .
4
روی Add  to  Component در نوار ابزار پنجره کلیک کنید .
5
در نوار ابزار Home ، روی  Add  Material کلیک کنید تا پنجره Add  Material بسته شود .
آکوستیک فشار، دامنه فرکانس (ACPR)
1
در پنجره Model  Builder ، در قسمت Component  1  (comp1) روی Pressure  Acoustics,  Frequency  Domain  (acpr) کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای آکوستیک فشار ،  دامنه فرکانس ، بخش انتخاب دامنه را پیدا کنید .
3
 روی Clear  Selection کلیک کنید .
4
فقط دامنه 1 را انتخاب کنید.
آکوستیک فشار 1
1
در پنجره Model  Builder ، در قسمت Component  1  (comp1)>Pressure  Acoustics،  Frequency  Domain  (acpr) روی Pressure  Acoustics  1 کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای آکوستیک فشار  ، بخش مدل آکوستیک فشار را پیدا کنید .
3
از لیست مدل مایع  ، رسانای حرارتی و چسبناک را انتخاب کنید .
امپدانس لایه مرزی ترموویسکوز 1
1
در نوار ابزار Physics ، روی  Boundaries کلیک کنید و امپدانس لایه مرزی Thermoviscous  Boundary  Layer  را انتخاب کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای امپدانس لایه مرزی ترموویسکوز  ، قسمت انتخاب مرز را پیدا کنید .
3
از لیست انتخاب ، همه  مرزها را انتخاب کنید .
4
قسمت Fluid  Properties را پیدا کنید . از لیست مواد مایع  ، آب، مایع (mat1) را انتخاب کنید .
امپدانس لایه مرزی ترموویسکوز – فعال سازی
1
در نوار ابزار Physics ، روی  Boundaries کلیک کنید و امپدانس لایه مرزی Thermoviscous  Boundary  Layer  را انتخاب کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای امپدانس لایه مرزی Thermoviscous  ، امپدانس لایه مرزی Thermoviscous – Actuation را در قسمت نوشتاری Label تایپ کنید.
3
فقط مرزهای 1، 4، 111 و 112 را انتخاب کنید.
4
قسمت Fluid  Properties را پیدا کنید . از لیست مواد مایع  ، آب، مایع (mat1) را انتخاب کنید .
5
قسمت Mechanical  Condition را پیدا کنید . از لیست شرایط مکانیکی  ، سرعت را انتخاب کنید .
6
بردار v 0 را به صورت مشخص کنید
 
act_v0
ایکس
0
y
شرط مرزی برای فعال کردن سیستم با استفاده از شرط مرزی سرعت استفاده می شود.
آکوستیک ترموویسکوز، دامنه فرکانس (TA)
1
در پنجره Model  Builder ، در قسمت Component  1  (comp1) روی Thermoviscous  Acoustics,  Frequency  Domain  (ta) کلیک کنید .
2
فقط دامنه های 2-14 را انتخاب کنید.
آکوستیک ترموویسکوز در تمام حوزه‌های با لبه‌های تیز برای ثبت اثر در لایه‌های مرزی چسبناک استفاده می‌شود.
3
در پنجره Model  Builder ، روی Thermoviscous  Acoustics،  Frequency  Domain  (ta) کلیک کنید .
4
در پنجره تنظیمات برای Thermoviscous  Acoustics،  Frequency  Domain ، برای گسترش بخش Discretization کلیک کنید .
5
از ترتیب عنصر  برای لیست فشار ، Serendipity درجه دوم را انتخاب کنید .
6
از فهرست ترتیب عنصر  برای سرعت ، سرندیپیتی مکعبی را انتخاب کنید .
7
از ترتیب عنصر  برای لیست دما ، سرندیپیتی مکعبی را انتخاب کنید .
برای مدل‌سازی دقیق نیروی بدنه آکوستیک در کوپلینگ دامنه جریان صوتی ، لازم است ترتیب المان‌های میدان‌های صوتی افزایش یابد.
چند فیزیک
مرز آکوستیک-ترموویسکوز آکوستیک 1 (atb1)
1
در نوار ابزار Physics ، روی  Multiphysics  Couplings کلیک کنید و Boundary>Acoustic-Thermoviscous  Acoustic  Boundary را انتخاب کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای Acoustic-Thermoviscous  Acoustic  Boundary ، قسمت Boundary  Selection را پیدا کنید .
3
از لیست انتخاب ، همه  مرزها را انتخاب کنید .
جفت دامنه جریان صوتی 1 (asdc1)
1
در نوار ابزار Physics ، روی  Multiphysics  Couplings کلیک کنید و Domain>Acoustic  Streaming  Domain  Coupling را انتخاب کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای جفت دامنه جریان صوتی  ، بخش Coupled Interfaces را پیدا کنید .
3
از فهرست منبع ، Thermoviscous  Acoustics،  Frequency  Domain  (ta) را انتخاب کنید .
4
قسمت انتخاب دامنه  را پیدا کنید . از لیست انتخاب ، همه دامنه ها را انتخاب کنید .
جریان آرام (SPF)
در پنجره Model  Builder ، در قسمت Component  1  (comp1) روی Laminar  Flow  (spf) کلیک کنید .
محدودیت نقطه فشار 1
1
در نوار ابزار فیزیک ، روی  Points کلیک کنید و محدودیت نقطه فشار  را انتخاب کنید .
2
فقط نقطه 20 را انتخاب کنید.
مش 1
مثلثی رایگان 1
در نوار ابزار Mesh ، روی  Free  Triangular کلیک کنید .
سایز 1
1
روی Free  Triangular  1 کلیک راست کرده و Size را انتخاب کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای اندازه ، قسمت انتخاب موجودیت هندسی  را پیدا کنید .
3
از لیست سطح نهاد هندسی  ، دامنه را انتخاب کنید .
4
از لیست انتخاب ، همه  دامنه ها را انتخاب کنید .
5
فقط دامنه های 2-14 را انتخاب کنید.
6
بخش اندازه عنصر  را پیدا کنید . از لیست از پیش تعریف شده ، Extremely fine را انتخاب کنید .
اندازه
1
در پنجره Model  Builder ، در قسمت Component  1  (comp1)>Mesh  1 روی Size کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای اندازه ، قسمت اندازه عنصر  را پیدا کنید .
3
از فهرست Calibrate  for ، Fluid  dynamics را انتخاب کنید .
4
از لیست از پیش تعریف شده ، Extra  fine را انتخاب کنید .
توزیع 1
1
در پنجره Model  Builder ، روی Free  Triangular  1 کلیک راست کرده و Distribution را انتخاب کنید .
2
فقط مرزهای 120، 124، 128، 132، 136، 140، 144، 148، 152، 156، 160، 164 و 168 را انتخاب کنید.
3
در پنجره تنظیمات برای توزیع ، بخش توزیع را پیدا کنید .
4
در قسمت متنی Number  of  elements ، عدد 6 را تایپ کنید .
گره توزیع در نوک لبه های تیز اضافه می شود تا اطمینان حاصل شود که لبه روی نوک به خوبی جدا شده است.
لایه های مرزی 1
در نوار ابزار Mesh ، روی  Boundary  Layers کلیک کنید .
ویژگی های لایه مرزی
1
در پنجره Model  Builder ، روی Boundary  Layer  Properties کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای ویژگی های لایه مرزی  ، قسمت انتخاب مرز را پیدا کنید .
3
از لیست انتخاب ، همه  مرزها را انتخاب کنید .
4
مرزهای 1-6، 8، 10-12، 14، 17-20، 22، 25-28، 30، 33-36، 38، 41-44، 46، 49-52، 54، 57-60، 62، را انتخاب کنید. 65-68، 70، 73-76، 78، 81-84، 86، 89-92، 94، 97-100، 102، 105-108، و 110-172 فقط.
5
قسمت لایه ها را پیدا کنید . در قسمت متنی Number  of  layers عدد 6 را تایپ کنید .
6
از لیست مشخصات ضخامت  ، اولین لایه را انتخاب کنید .
7
در قسمت متن Thickness ، 0.2E-6 را تایپ کنید .
8
 روی ساخت  همه کلیک کنید .
مطالعه 1
1
در پنجره Model  Builder ، روی Study  1 کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای مطالعه ، قسمت تنظیمات مطالعه  را پیدا کنید .
3
تیک Generate  defaults defaults را  پاک کنید .
ثابت
1
در نوار ابزار مطالعه ، روی  Study  Steps کلیک کنید و Stationary>Stationary را انتخاب کنید .
این مطالعه شامل دو مرحله است: اول یک مرحله مطالعه دامنه فرکانس برای مدل‌سازی میدان‌های صوتی و دوم، یک مرحله مطالعه ثابت برای مدل‌سازی جریان سیال.
مرحله 1: دامنه فرکانس
1
در پنجره Model  Builder ، روی Step  1:  Frequency  Domain کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات دامنه فرکانس  ، بخش تنظیمات مطالعه را پیدا کنید .
3
در قسمت متن فرکانس ها ، f0 را تایپ کنید .
مرحله 2: ثابت
1
در پنجره Model  Builder ، روی Step  2:  Stationary کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای Stationary ، بخش Physics  and  Variables  Selection را پیدا کنید .
3
در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید:
 
کوپلینگ های چندفیزیکی
حل کنید برای
فرم معادله
مرز آکوستیک-ترموویسکوز آکوستیک 1 (atb1)
خودکار (دامنه فرکانس)
4
در نوار ابزار مطالعه ،  روی محاسبه کلیک کنید .
نتایج
از منوی Home ، Add  Predefined  Plot را انتخاب کنید .
طرح از پیش تعریف شده را اضافه کنید
1
به پنجره Add  Predefined  Plot بروید .
2
در درخت، Study  1/Solution  1  (sol1)> Acoustic-Thermoviscous  Acoustic  Boundary  1> Acoustic  Pressure  (atb1) را انتخاب کنید .
3
روی Add  Plot در نوار ابزار پنجره کلیک کنید .
4
از منوی Home ، Add  Predefined  Plot را انتخاب کنید .
نتایج
فشار صوتی (atb1)
1
در پنجره تنظیمات برای گروه طرح دو بعدی  ، روی Plot کلیک کنید .  
نیروی آکوستیک بدن
1
در پنجره Model  Builder ، گره Results را گسترش دهید .
2
روی Results کلیک راست کرده و 2D  Plot  Group را انتخاب کنید .
3
در پنجره تنظیمات برای گروه طرح دوبعدی  ، Acoustic Body Force را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید .
4
برای گسترش بخش انتخاب کلیک کنید . از لیست سطح نهاد هندسی  ، دامنه را انتخاب کنید .
5
فقط دامنه 2 را انتخاب کنید.
6
قسمت Plot  Settings را پیدا کنید . کادر بررسی لبه های مجموعه داده Plot را  پاک کنید .
7
قسمت Color  Legend را پیدا کنید . تیک Show  units را انتخاب کنید .
سطح 1
1
روی Acoustic  Body  Force کلیک راست کرده و Surface را انتخاب کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای Surface ، بخش Expression را پیدا کنید .
3
در قسمت متن Expression ، sqrt(spf.F_acox^2+spf.F_acoy^2) را تایپ کنید .
4
در نوار ابزار Acoustic Body Force ، روی  Plot کلیک کنید .
نیروی صوتی بدن که جریان سیال را القا می کند در نوک فلپ های نازک قرار دارد.
5
در نوار ابزار صفحه اصلی ، روی  Add  Predefined  Plot کلیک کنید .
طرح از پیش تعریف شده را اضافه کنید
1
به پنجره Add  Predefined  Plot بروید .
2
در درخت، Study  1/Solution  1  (sol1)> Laminar  Flow> Velocity  (spf) را انتخاب کنید .
3
روی Add  Plot در نوار ابزار پنجره کلیک کنید .
4
در نوار ابزار صفحه اصلی ، روی  Add  Predefined  Plot کلیک کنید .
نتایج
سرعت (spf)
1
در پنجره Model  Builder ، در قسمت Results روی Velocity  (spf) کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای گروه طرح دو بعدی  ، قسمت Color Legend را پیدا کنید .
3
تیک Show  units را انتخاب کنید .
سطح
1
در پنجره Model  Builder ، گره Velocity  (spf) را گسترش دهید ، سپس روی Surface کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای Surface ، بخش Expression را پیدا کنید .
3
از لیست واحد ، mm/s را انتخاب کنید .
ساده 1
1
در پنجره Model  Builder ، روی Velocity  (spf) کلیک راست کرده و Streamline را انتخاب کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای Streamline ، بخش Expression را پیدا کنید .
3
در قسمت متن x-component ، u2 را تایپ کنید .
4
در قسمت متن y-component ، v2 را تایپ کنید .
5
بخش Streamline  Positioning را پیدا کنید . از لیست موقعیت یابی ، چگالی یکنواخت  را انتخاب کنید .
6
در قسمت متنی Separating  distance ، 0.02 را تایپ کنید .
7
قسمت Coloring  and  Style را پیدا کنید . زیربخش سبک Point  را پیدا کنید . از لیست نوع ، پیکان را انتخاب کنید .
8
بخش Streamline  Positioning را پیدا کنید . در قسمت متنی Separating  distance ، 0.01 را تایپ کنید .
9
در نوار ابزار Velocity (spf) ، روی  Plot کلیک کنید .
سرعت (spf) – لگاریتمی
1
روی Velocity  (spf) کلیک راست کرده و Duplicate را انتخاب کنید .
2
در پنجره Model  Builder ، روی Velocity  (spf)  1 کلیک کنید .
3
در پنجره تنظیمات برای گروه طرح دو بعدی  ، سرعت (spf) – لگاریتمی را در قسمت نوشتار برچسب تایپ کنید .
4
قسمت Color  Legend را پیدا کنید . چک باکس نمایش  مقادیر حداکثر  و  حداقل را  انتخاب کنید .
سطح
1
در پنجره Model  Builder ، روی Surface کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای Surface ، بخش Coloring  and  Style را پیدا کنید .
3
از لیست مقیاس ، لگاریتمی را انتخاب کنید .
4
برای گسترش بخش Range کلیک کنید . تیک گزینه Manual  color  range را انتخاب کنید .
5
در قسمت حداقل متن، 1e-2 را تایپ کنید .
6
در نوار ابزار سرعت (spf) – لگاریتمی ، روی  Plot کلیک کنید .
جریان سیال در مقیاس لگاریتمی نشان داده می شود زیرا دامنه سرعت بر اساس مرتبه های بزرگی متفاوت است.
دستورالعمل های توالی هندسه
از منوی File ، New را انتخاب کنید .
جدید
در پنجره جدید ، روی  Model  Wizard کلیک کنید .
مدل جادوگر
1
در پنجره Model  Wizard روی  2D کلیک کنید .
2
 روی Done کلیک کنید .
تعاریف جهانی
پارامترهای 1
1
در پنجره Model  Builder ، در قسمت Global  Definitions روی Parameters  1 کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای پارامترها ، بخش پارامترها را پیدا کنید .
3
 روی Load  from  File کلیک کنید .
4
به پوشه Application Libraries مدل بروید و روی فایل acoustic_microfluidic_pump_geom_sequence_parameters.txt دوبار کلیک کنید .
هندسه 1
مستطیل 1 (r1)
1
در پنجره Model  Builder ، گره Component  1  (comp1)>Geometry  1 را گسترش دهید .
2
روی Geometry  1 کلیک راست کرده و Rectangle را انتخاب کنید .
3
در پنجره تنظیمات برای Rectangle ، بخش Size  and  Shape را پیدا کنید .
4
در قسمت متن Width ، L را تایپ کنید .
5
در قسمت متن ارتفاع ، W را تایپ کنید .
مستطیل 2 (r2)
1
در نوار ابزار Geometry ، روی  Rectangle کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای Rectangle ، بخش Size  and  Shape را پیدا کنید .
3
در قسمت متن Width ، L-channel_w*2 را تایپ کنید .
4
در قسمت متن ارتفاع ، W-channel_w*2 را تایپ کنید .
مستطیل 1 (r1)
1
در پنجره Model  Builder ، روی Rectangle  1  (r1) کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای Rectangle ، بخش Position را پیدا کنید .
3
از لیست پایه ، مرکز را انتخاب کنید .
مستطیل 2 (r2)
1
در پنجره Model  Builder ، روی Rectangle  2  (r2) کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای Rectangle ، بخش Position را پیدا کنید .
3
از لیست پایه ، مرکز را انتخاب کنید .
فیله 1 (fil1)
1
در نوار ابزار Geometry ، روی  Fillet کلیک کنید .
2
 روی دکمه Zoom  Extents در نوار ابزار Graphics کلیک کنید .
3
در شیء r1 ، فقط نقاط 1-4 را انتخاب کنید.
4
در شیء r2 ، فقط نقاط 1-4 را انتخاب کنید.
5
در پنجره تنظیمات برای Fillet ، بخش Radius را پیدا کنید .
6
در قسمت متن Radius ، گوشه را تایپ کنید .
چند ضلعی 1 (pol1)
1
در نوار ابزار Geometry ، روی  Polygon کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات چند ضلعی ، بخش مختصات را پیدا کنید .
3
در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید:
 
X (M)
Y (M)
-10*flap_w
-W/2
cos(flap_angle)*flap_L
-W/2+sin(flap_angle)*flap_L
+10*flap_w
-W/2
4
 روی Build  Selected کلیک کنید .
دایره 1 (c1)
1
در نوار ابزار Geometry ، روی  Circle کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات دایره ، بخش اندازه  و  شکل را پیدا کنید .
3
در قسمت متن Radius ، flap_L/4 را تایپ کنید .
4
در قسمت نوشتار زاویه بخش ،  180 را تایپ کنید .
5
قسمت Position را پیدا کنید . در قسمت متن y ، -W/2 را تایپ کنید .
مستطیل 3 (r3)
1
در نوار ابزار Geometry ، روی  Rectangle کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای Rectangle ، بخش Size  and  Shape را پیدا کنید .
3
در قسمت متن Width ، 2*flap_L را تایپ کنید .
4
در قسمت متن ارتفاع ، 0.7*flap_L را تایپ کنید .
5
قسمت Position را پیدا کنید . در قسمت متن x ، -0.75*flap_L را تایپ کنید .
6
در قسمت متن y ، -W/2 را تایپ کنید .
7
 روی Build  Selected کلیک کنید .
کپی 1 (کپی1)
1
در نوار ابزار Geometry ، روی  Transforms کلیک کنید و Copy را انتخاب کنید .
2
فقط اشیاء c1 ، pol1 و r3 را انتخاب کنید.
3
در پنجره تنظیمات برای کپی ، بخش Displacement را پیدا کنید .
4
در قسمت متن x ، range(-3*flap_dist,(3*flap_dist-(-3*flap_dist))/6,3*flap_dist) را تایپ کنید .
5
 روی Build  Selected کلیک کنید .
چند ضلعی 2 (pol2)
1
در نوار ابزار Geometry ، روی  Polygon کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات چند ضلعی ، بخش مختصات را پیدا کنید .
3
در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید:
 
X (M)
Y (M)
-10*flap_w-0.5*flap_dist
-W/2+channel_w
cos(flap_angle)*flap_L-0.5*flap_dist
-W/2+channel_w-sin(flap_angle)*flap_L
+10*flap_w-0.5*flap_dist
-W/2+channel_w
دایره 2 (c2)
1
در نوار ابزار Geometry ، روی  Circle کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات دایره ، بخش اندازه  و  شکل را پیدا کنید .
3
در قسمت متن Radius ، flap_L/4 را تایپ کنید .
4
در قسمت نوشتار زاویه بخش ،  180 را تایپ کنید .
5
قسمت Position را پیدا کنید . در قسمت متن x ، -0.5*flap_dist را تایپ کنید .
6
در قسمت متن y ، -W/2+channel_w را تایپ کنید .
7
قسمت Rotation  Angle را پیدا کنید . در قسمت متن چرخش ، 180 را تایپ کنید .
مستطیل 4 (r4)
1
در نوار ابزار Geometry ، روی  Rectangle کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای Rectangle ، بخش Size  and  Shape را پیدا کنید .
3
در قسمت متن Width ، 2*flap_L را تایپ کنید .
4
در قسمت متن ارتفاع ، 0.7*flap_L را تایپ کنید .
5
قسمت Position را پیدا کنید . در قسمت متن x ، -0.75*flap_L-flap_dist/2 را تایپ کنید .
6
در قسمت متن y ، -W/2+channel_w-flap_L*0.7 را تایپ کنید .
7
 روی Build  Selected کلیک کنید .
کپی 2 (کپی2)
1
در نوار ابزار Geometry ، روی  Transforms کلیک کنید و Copy را انتخاب کنید .
2
فقط اشیاء c2 ، pol2 و r4 را انتخاب کنید.
3
در پنجره تنظیمات برای کپی ، بخش Displacement را پیدا کنید .
4
در قسمت متن x ، range(-2*flap_dist,(3*flap_dist-(-2*flap_dist))/5,3*flap_dist) را تایپ کنید .
5
 روی Build  Selected کلیک کنید .
اتحادیه 1 (uni1)
1
در نوار ابزار Geometry ، روی  Booleans  and  Partitions کلیک کنید و Union را انتخاب کنید .
2
فقط شی fil1(1) را انتخاب کنید.
3
 روی دکمه Select  All در نوار ابزار Graphics کلیک کنید .
4
در پنجره تنظیمات برای Union ، روی  Build  Selected کلیک کنید .
فیله 2 (fil2)
1
در نوار ابزار Geometry ، روی  Fillet کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای Fillet ، بخش Points را پیدا کنید .
3
زیربخش Vertices  to  fillet را پیدا کنید . برای انتخاب دکمه ضامن  فعال کردن  انتخاب کلیک کنید .
4
در شی uni1 ، فقط نقاط 19، 32، 45، 58، 71، 84، 97، 110، 123، 136، 149، 162 و 175 را انتخاب کنید.
5
بخش Radius را پیدا کنید . در قسمت متن Radius ، flap_w را تایپ کنید .
6
 روی Build  Selected کلیک کنید .
حذف نهادهای 1 (del1)
1
در پنجره Model  Builder ، روی Geometry  1 کلیک راست کرده و Delete  Entities را انتخاب کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای حذف  نهادها ، بخش Entities  یا  Objects  to  Delete را پیدا کنید .
3
از لیست سطح نهاد هندسی  ، دامنه را انتخاب کنید .
4
در شی fil2 ، دامنه های 2، 4–7، 9–12، 14–17، 19–22، 24–27، 29–32، 34–37، 39–42، 44–47، 49–52، 54 را انتخاب کنید. فقط ۵۷–۵۹–۶۲ و ۶۴–۶۷.
5
 روی Build  All  Objects کلیک کنید .
فرم اتحادیه (فین)
در نوار ابزار Geometry ، روی  ساختن  همه کلیک کنید .
What are your Feelings