Моделирование конвективно-диффузионного массопереноса веществ при выборе конструкций и режимов функционирования микрофлюидных устройств Белоусов Кирилл Ильич

Краткое описание

Белоусов, Кирилл Ильич.
Моделирование конвективно-диффузионного массопереноса веществ при выборе конструкций и режимов функционирования микрофлюидных устройств : диссертация ... кандидата физико-математических наук : 01.04.01 / Белоусов Кирилл Ильич; [Место защиты: Институт аналитического приборостроения Российской академии наук]. - Санкт-Петербург, 2019. - 175 с. : ил.
Оглавление диссертациикандидат наук Белоусов Кирилл Ильич
Оглавление
Введение
Глава 1. Моделирование массопереноса растворенных веществ в микрофлюидных устройствах для анализа биологической пробы
1.1 Теоретические основы массопереноса веществ
1.1.1 Модель сплошной среды
1.1.2 Безразмерные характеристические числа и критерии подобия гидродинамических явлений
1.1.3 Граничные условия
1.1.4 Капиллярные эффекты
1.1.5 Конвективно-диффузионный транспорт веществ
1.1.6 Электрокинетическое управление пробой
1.1.7 Высвобождение реагентов, иммобилизованных в микрофлюидном чипе
Выводы
1.2 Численное решение дифференциальных уравнений в частных производных
1.2.1 Численные методы решения уравнений в частных производных
1.2.2 Метод конечных элементов
1.2.3 Обеспечение точности решения
1.2.4 САЕ-системы
1.2.5 Задачи, решаемые при численном моделировании физических явлений и процессов
Выводы
1.3 Процессы конвективно-диффузионного массопереноса веществ в микрофлюидных устройствах и их моделирование
1.3.1 Электрофоретическое разделение пробы
1.3.2 Перемешивание иммобилизованных реагентов на микрофлюидном чипе
1.3.3 Организация перемешивания в каплях микронных размеров
Выводы
Выводы по главе
Глава 2. Электрокинетический ввод пробы для электрофоретического разделения компонентов на микрофлюидном чипе и вопросы точности решения конвективно -диффузионных задач
2.1 Исследование точности решения конвективно-диффузионной задачи переноса растворенного вещества
2.1.1 Исследование продольной диффузии
2.1.2 Исследование поперечной диффузии
Выводы
2.2 Исследование электрофоретического ввода пробы
2.2.1 Моделирование электрофоретического ввода пробы
2.2.2 Проверка адекватности результатов моделирования
Выводы
Выводы к главе
Глава 3. Моделирование перемешивания и высвобождения реагентов, иммобилизованных на микрофлюидном чипе
3.1 Оценка эффективности пассивного перемешивания при растворении вещества с поверхности микрофлюидного чипа
Выводы
3.2 Теоретическое и экспериментальное исследование выхода БМК из геля
3.2.1 Экспериментальные данные
3.2.2 Моделирование выхода БМК из геля
Выводы
3.3 Исследование режимов активного механического перемешивания
3.3.1 Моделирование активного механического перемешивания реагента
3.3.2 Экспериментальная проверка
Выводы
Выводы к главе
Глава 4. Перемешивание реагентов в микрофлюидных устройствах в процессе
формирования капель пиколитровых объемов
4.1 Характеристика методов решения двухфазных задач в условиях малых значений капиллярных чисел от 10-3 до
Выводы
4.2 Определение параметра мобильности метода фазового поля по сравнению с данными, полученными методом подвижной сетки
Выводы
4.3 Перемешивание реагентов на этапе формирования капли
4.3.1 Моделирование перемешивания реагентов на этапе формирования капли
4.3.2 Экспериментальная проверка
Выводы
Выводы к главе
Заключение
Список сокращений
Список литературы