Microfluidic 장치는 유체의 작은 볼륨을 조작하고 생체 의학 연구, 화학 분석 및 진단과 같은 다양한 분야에서 사용됩니다. Computational Fluid Dynamics (CFD)는 이러한 장치를 설계하는 핵심 도구이며, 엔지니어가 유체 흐름을 시뮬레이션하고 제조 전에 장치 성능을 최적화 할 수 있습니다.

Microfluidic Design의 원칙

마이크로플래시 디바이스의 디자인은 작은 규모에서 유체 동작을 이해하는 데 의존합니다. 낮은 Reynolds 번호로 인해 라미네르 흐름은 예측 가능한 안정적인 유량 패턴으로 인한 것입니다. 재료 선택 및 채널 기하학은 흐름 특성 및 장치 효율성에 크게 영향을 미칩니다.

Microfluidics에 대한 CFD 계산

CFD 시뮬레이션은 장치 내에서 유체 속도, 압력 및 전단 응력을 예측하기 위해 Navier-Stokes 방정식을 해결합니다. 주요 매개 변수는 유체 특성, 경계 조건 및 기하학적 구성을 포함합니다. 정확한 메시징 및 경계 설정은 신뢰할 수있는 결과를 위해 필수적입니다.

Microfluidic Device Design의 예

셀 분류에 대한 마이크로 채널 설계는 선택 채널 폭과 흐름율을 달성 원하는 분리를 달성 할 수 있습니다. CFD는 셀을 손상 할 수있는 높은 전단 응력의 영역을 식별하고 장치 안전 및 성능을 향상시키기 위해 조정을 허용하는 데 도움이됩니다.

  • Channel의 위치 최적화
  • 유량 조정
  • 물자 겸용성 분석
  • 가위 응력 최소화