Статья содержит результаты математического моделирования в двумерной постановке течения жидкости по каналу. Режим течения потока ламинарный. Модель тестировалась при разных режимах. Одни режимы, рассматривали поток, который проходит через микрофлюидное устройство в канале с геометрией по типу «ёлочка» в прямом направлении, другие режимы при обратном направлении потока. Микрофлюидное устройство с геометрией устройства в канале по типу «ёлочка», представляет из себя микрофлюидный канал шириной 0.2 мм и общей длиной 13мм, в котором через 5 мм от начала длины канала расположено устройство с геометрией по типу «ёлочка», представляющее из себя три диффузор-конфузора с углом раскрытия 45 градусов и катетами по 1мм. В качестве тестируемой ньютоновской жидкости взята жидкость с физическими характеристиками близкими к воде, при нормальных параметрах давления и температуры. Жидкость подается в канал с разными режимными скоростями, поэтому результат моделирования показан при разных входных скоростях и числах Рейнольдса. По результатам моделирования показана разница в падении давления на входе и выходе из канала. Результат моделирования позволяет сделать вывод о том, что с одной стороны течения, если диффузоры раскрыты поток имеет один расход, при обратном течении расход жидкости существенно падает. Полученный эффект можно назвать эффектом «запирания потока», а устройство в канале по типу «ёлочка» - «запорным механизмом или устройством». Моделирование задачи проводилось с помощью программного комплекса ANSYS-Fluent.
The article contains the results of mathematical modeling in a two-dimensional formulation of fluid flow through a channel. The flow regime is laminar. The model was tested under different regimes. Some regimes considered the flow that passes through a microfluidic device in a channel with herringbone geometry in the forward direction, other regimes with the reverse flow direction. A microfluidic device with herringbone geometry in a channel is a microfluidic channel 0.2 mm wide and 13 mm long in which a device with herringbone geometry is located 5 mm from the beginning of the channel length. It is three diffuser-confusers with an opening angle of 45 degrees and 1 mm legs. A liquid with physical characteristics close to water, under normal pressure and temperature parameters, was taken as the tested Newtonian fluid. The liquid is supplied to the channel with different flow rates, therefore the simulation result is shown for different input rates and Reynolds numbers. The simulation results show the difference in pressure drop at the input and output of the channel. The simulation result allows us to conclude that on one side of the flow, if the diffusers are open, the flow has one flow rate, while with reverse flow, the liquid flow rate drops significantly. The obtained effect can be called the "flow locking" effect, and the "herringbone" type device in the channel is called a "locking mechanism or device". The problem was simulated using the ANSYS-Fluent software package.