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1、碩士學(xué)位論文微流控芯片中磁珠吸附機(jī)制研究TheMechanismofMagneticBeadsAdsorptioninMicrofluidicChip國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)支持項(xiàng)目(NO．91023046)資助‘國(guó)家高技術(shù)研究計(jì)劃863項(xiàng)目(NO．2012AA040406)資助作者學(xué)科、堂J姓名：專業(yè)：曇．J’完成日期：2013．05大連理工大學(xué)DalianUniversityofTechnology本文由國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)支持項(xiàng)目“微納流控系統(tǒng)跨尺度兼容一體化集成制造基礎(chǔ)研究(NO．91023046)”和國(guó)家高技術(shù)研究計(jì)劃863項(xiàng)目“聚合物微納系統(tǒng)制造技術(shù)及裝備
2、(NO．2012AA040406)”資助完成，特此感謝!大連理工大學(xué)學(xué)位論文獨(dú)創(chuàng)性聲明作者鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下進(jìn)行研究工作所取得的成果。盡我所知，除文中已經(jīng)注明引用內(nèi)容和致謝的地方外，本論文不包含其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表的研究成果，也不包含其他已申請(qǐng)學(xué)位或其他用途使用過的成果。與我一同工作的同志對(duì)本研究所做的貢獻(xiàn)均已在論文中做了明確的說明并表示了謝意。若有不實(shí)之處，本人愿意承擔(dān)相關(guān)法律責(zé)任。學(xué)位論文題目：徵速控芷垃主磁選退隨扭劍盟究作者簽名：—掣二璋日期：到墨：厶：生大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要本文系統(tǒng)地分析了微流控芯片中的磁珠吸附理論，
3、通過模擬仿真的方法，得到了磁珠在永磁體吸附下的運(yùn)動(dòng)軌跡，并結(jié)合試驗(yàn)，驗(yàn)證了磁珠在外界因素影響下的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。首先，根據(jù)磁珠在磁場(chǎng)及流場(chǎng)的耦合作用下的受力分析，并結(jié)合理論力學(xué)、流體力學(xué)、以及電磁學(xué)等理論，得到了磁珠所受的磁場(chǎng)力以及流體拖曳力，建立了磁珠的運(yùn)動(dòng)方程，并利用模擬仿真軟件COMSOL開展了數(shù)值計(jì)算研究，并對(duì)永磁體產(chǎn)生的磁場(chǎng)以及流體的流場(chǎng)分別建立了理論模型，得出磁場(chǎng)強(qiáng)度、磁場(chǎng)磁標(biāo)量勢(shì)、以及流場(chǎng)流速分量等對(duì)磁珠粒子運(yùn)動(dòng)方程有關(guān)的參數(shù)，并在此基礎(chǔ)上，得到了磁珠在耦合場(chǎng)下的模擬運(yùn)動(dòng)軌跡。結(jié)合運(yùn)動(dòng)方程中影響磁珠運(yùn)動(dòng)的因素，分別對(duì)流體流速、流體粘度、磁珠半徑、磁珠磁化系
4、數(shù)、以及永磁體的剩余磁化強(qiáng)度、永磁體與微流道間距等做了分析，并通過改變這些參數(shù)，得到了磁珠吸附效果的趨勢(shì)圖，并獲得了當(dāng)磁珠進(jìn)入設(shè)定吸附區(qū)域數(shù)值最大時(shí)，這些參數(shù)的相應(yīng)數(shù)值。在理論研究的基礎(chǔ)上，制作了鑲嵌式永磁體微流控芯片，永磁體可以與微流控芯片分離，而不至于損傷芯片，提高了芯片利用率。初步開展了流速影響磁珠吸附效果的觀測(cè)試驗(yàn)，利用MATLAB軟件對(duì)得到了圖像進(jìn)行了處理，j總結(jié)出不同流量作用下，磁珠的吸附趨勢(shì)。并與仿真中流速對(duì)磁珠吸附趨勢(shì)進(jìn)行了對(duì)比，驗(yàn)證了二者對(duì)磁珠影響趨勢(shì)的一致性。關(guān)鍵詞：耦合場(chǎng)；吸附率；微流控；數(shù)值計(jì)算；吸附趨勢(shì)微流控芯片中磁珠吸附機(jī)制研究TheM
5、echanismofMagneticBeadsAdsorptioninMicrofluidicChipAbstractIntllispaper，atheoryaboutthemagneticbeadsadsorptioninmicrofluidicchipwasanalysed，andbyusingofthesimulationmethodthetrajectoriesofmagneticbeadsunderthepermanentmagnetadsorptionwasobtained．a(chǎn)tlastbycombiningwithexperiment，themove
6、menttrendsofthemagneticbeadsundertheinfluenceoftheexternalfactorsWasverified．First，accordingtothestressanalysisofthebeadsinthecouplingofthemagneticfieldandtheflowfield，combiningwiththeknowledgeoftheoreticalmechanics，fluidmechanics，andelectromagnetics，themagneticforceandthefluiddragfor
7、cewereobtained，andthemotionequationsofthemagneticbeadswereestablished，byusingofsimulationsoftwareCOMSOLthenumericalcalculationofthemagneticfieldthatgeneratedbythepermanentmagnetandthefluidflowfieldwereestablished，gottherelevantparametersthataffectthemotionequationsofthebeadsincludingm
8、agnet
