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利用COMSOL分析不同模型下SAW微流控芯片中PDMS腔体内的物理场
Published in 2019
在对以聚二甲基硅烷（PDMS）为腔道材料的声表面波（SAW）微流控器件建模时，通常采用简化模型来描述PDMS的声学特性。本文以声表面驻波（SSAW）微流控芯片为例，通过三种不同的方式对PDMS腔体建模，利用有限元方法分析了腔体内部的物理场和腔体内粒子的运动过程。对PDMS腔体建模时，分别采用COMSOL中的固体力学、压力声学和声阻抗边界三种方式分析PDMS腔体对微流腔内声场和流场的影响。从结果中我们发现，PDMS中的横波并不会显著影响腔体内的声场和声辐射力场，但会对声流产生较为明显的影响，进而影响受声场和流场作用的粒子运动轨迹；PDMS对SAW造成的衰减与SAW的频率线性相关，这表明界面处声波的泄漏是造成SAW传输损耗的主要原因。同时，由于SAW经过PDMS腔体的传输损耗，当以阻抗边界描述PDMS腔体时，计算所得的腔体内的声场会略大于实际声场。
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