VirtualFlow | 微流体数值仿真应用

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微流体技术是研究可以通过使用微小尺寸的微小通道（通常为几十到几百微米）来处理少量流体的技术。虽然这项技术还处于发展阶段，但是微流体技术正迅速成为一项突破性技术，可应用于生物学、化学、信息技术及光学等领域。

VirtualFlow案例-液滴碰撞

液滴碰撞动力学有着广泛应用，如喷墨打印、快速喷雾冷却、淬冷、电子元件的直接喷射冷却等。液滴碰撞壁面的物理过程非常复杂，液滴与壁面碰撞后可能出现粘附、反弹、飞溅等不同的运动特征，与液滴工质属性、壁面接触角、碰撞速度等有关。VirtualFlow软件Level Set方法可以清晰捕捉液滴的相界面，可以模拟不同条件下液滴与壁面碰撞的过程，帮助了解液滴碰撞过程中的更多细节。

VirtualFlow案例-微流控芯片

微流控芯片技术(Microfluidics)是把生物、化学、医学分析过程的样品制备、反应、分离、检测等基本操作单元集成到一块微米尺度的芯片上，自动完成分析全过程，具有液体流动可控、消耗试样和试剂极少、分析速度成十倍上百倍地提高等特点。采用VirtualFlow软件可以对微通道内的流体流动进行模拟，研究液滴生成的过程，分析微通道尺寸、流速等对微液滴生成的影响。

VirtualFlow案例-浸没式光刻液膜

光刻扫描是在芯片制造过程中的关键一步。在芯片制造中使用浸没式光刻技术，由于水可以提高分辨率，常使用液体透镜扫描仪，不过这是个微妙且快速的过程，伴随着诸多问题，例如：表面留下的水珠污染、液体透镜中的气泡问题、水的蒸发引起的冷点、两相流干扰等。

这是典型的微流体流动问题，需要使用界面追踪方法，并结合稳定接触角模型，考虑表面力的作用。采用VirtualFlow 能够较好地预测水膜的萃取机理，以下结果显示了不同静态接触角（90°、60°）的影响。

VirtualFlow案例-马兰戈尼效应

由于二种表面张力不同的液体介面之间存在张力的梯度而使质量移动的现象，称为马兰戈尼效应。出现马兰戈尼效应的原因是表面张力大的液体对其周围表面张力小的液体的拉力强，产生表面张力梯度；使液体从表面张力低向张力高的方向流动。VirtualFlow软件能够模拟表面张力随温度的变化，从而模拟表面张力梯度引起的马兰戈尼现象。

来源：多相流在线

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首次发布时间：2023-06-25