CFD를 이용한 마이크로믹서의 형상 변화에 따른 혼합특성

Abstract

두 가지 이상의 유체들의 혼합은 미세유체 시스템에서 상당히 중요하다. 그러나 마이크로 단위에서 지배적인 혼합과정인 분자 확산은 상대적으로 느리게 진행되어 효율적인 혼합을 저해한다. 본 연구에서는 혼합 효율을 높이기 위해 제안된 정적 마이크로 믹서의 한 종류인 Staggered Herringbone Mixer를 사용하여 혼합 성능에 영향을 미치는 그루브의 깊이, 길이, 각도의 형상을 변화했을 때 혼합 효율을 비교하고 혼합 특성을 해석하였다. 이를 위하여 3D 정렬격자 CFD 시뮬레이션을 사용하였고, 각 단면에서의 혼합 효율을 지수화 하여 실험결과와 비교 해석하였다. 그리고 각 형상 변화에서의 혼합 특성을 가시화하여 관찰하고 비교 해석하여 더 좋은 혼합 효율을 가지는 변수가 무엇인지 연구하였다.; Two or more of a mixed fluid in the micro fluidic system in the fine significantly important. However, efficient mixing is hampered by comparatively slow molecular diffusion process at this micro-scale. In this study, Mixing of independent fluid is of significant important in microfluidics application but is difficult to mix solutions in microchannels. Also, efficient mixing is hampered by comparatively slow molecular diffusion process at this micro-scale. In this study, when changed groove depth, length, angle of geometries of passive micromixer, was compared to effect each geomerty models and mixing characteristics. Mixing characteristics is analyzed by a 3D-structured grid CFD simulations.