- Tytuł:
-
Analytical solutions of electro-kinetic flow in nano-fluidic components by using He’s homotopy perturbation method
Analityczne rozwiązania uzyskane perturbacyjną metodą homotopii He’go dla elektrokinetycznego przepływu przez nano-struktury - Autorzy:
-
Khaki, M.
Taeibi-Rahni, M.
Ganji, D. D. - Powiązania:
- https://bibliotekanauki.pl/articles/949178.pdf
- Data publikacji:
- 2013
- Wydawca:
- Polskie Towarzystwo Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej
- Tematy:
-
electro-kinetic flow
nanochannels
homotopy perturbation method (HPM) - Opis:
-
This paper aims to examine the electro-kinetic flow through nano-channels. The equations governing the fluid flow in a one dimensional channel are derived from the Poisson-Nernst-Planck theory. The boundary conditions for the governing equations are obtained from the electrochemical equilibrium requirements. The coupled equations are transformed into a single differential equation. The transformed equation is solved by He’s homotopy perturbation method and an exact solution is achieved. The validity of results is verified by comparing with existing numerical results. The results are presented for velocity profiles, electrical potential distributions, mole fraction of cation and anion distributions and other physical properties. The results demonstrate reasonable agreement with those provided by other numerical methods and good accuracy of the obtained analytical solutions.
Celem pracy jest przedstawienie wyników badań nad elektrokinetycznym przepływem cieczy przez nano-kanały. Równania opisujące przepływ w jednowymiarowym kanale wyprowadzono na podstawie teorii Poissona-Nernsta-Plancka. Warunki brzegowe uzyskano po spełnieniu wymogów równowagi elektrochemicznej układu. Sprzężone równania przepływu przekształcono do postaci pojedynczego równania różniczkowego. Następnie rozwiązano go za pomocą perturbacyjnej metody homotopii He’go, otrzymując wyrażenie analityczne i dokładne. Poprawność rezultatów sprawdzono, porównując je z istniejącymi wynikami symulacji numerycznych. Zaprezentowano profile prędkości przepływu, rozkłady potencjału elektrycznego, molowe udziały frakcji anionów i kationów oraz inne parametry fizyczne układu. Wszystkie wyniki wykazały dobrą zgodność z obliczeniami opartymi na innych metodach badawczych, co potwierdziło dokładność otrzymanych rozwiązań analitycznych. - Źródło:
-
Journal of Theoretical and Applied Mechanics; 2013, 51, 2; 265-274
1429-2955 - Pojawia się w:
- Journal of Theoretical and Applied Mechanics
- Dostawca treści:
- Biblioteka Nauki
Artykuł