纳米通道多离子输运特性的数值模拟开题报告

全文总字数：4353字

1. 研究目的与意义（文献综述）

1. 研究目的及意义（含国内外的研究现状分析）

纳米通道是1999年由美国加州大学的deamer和哈佛大学的branton所领导的研究小组共同提出的，是指由七聚体的溶血素在双脂层膜上形成的直径在1.5~2.6nm左右的跨膜通道，它能通过离子、水和其他低分子质量物质，从本质上说是一种离子通道[1]。

纳米孔道的离子输运现象是材料科学和生物物理等领域研究的热点。当纳米孔道的尺度达到亚纳米即接近分子大小时，将会出现许多奇异的离子输运现象。研究这些输运现象对于了解细胞膜离子通道机制，制备新型海水淡化设备，探索新型dna测序方法等都有重要意义。研究纳米通道多离子运输特性，了解电驱动流在工业领域的应用，完成电驱动多离子运输特性的调研与分析，了解cfd有限体积法的研究方法和思路，完成粘弹性流体纳米通道电动力行为相关特征分析。随着纳流控芯片的快速发展,电渗驱动流在纳流控设备中的应用也逐渐广泛,它常被用作驱动力来控制纳米流道中流体的流动和传输,电渗驱动流因具有其独特的优势在纳流控芯片领域占据重要的地位，所以开展相应的数值模拟是十分必要的。

2. 研究的基本内容与方案

1. 研究的基本内容、目标、拟采用的技术方案及措施

2.1研究内容

微纳米通道内电驱动流动调研与分析粘弹性流动的cfd仿真分析与计算，基于oldroyd-b粘弹性流体本构模型，对纳米通道电驱动的多离子输运行为进行仿真与计算（pnp方程表征带电物质的运输过程，溶液中考虑氯离子、钾离子、氢离子、氢氧根离子）。

3. 研究计划与安排

3.进度安排

（1）查阅相关文献资料，明确研究内容，了解研究所需技术方案及措施。确定方案，完成英文翻译、文献阅读报告及开题报告。（第1周—第3周）

（2）学习openfoam软件，对纳米通道电驱动流进行调研和分析。 （第4周—第6周）

4. 参考文献（12篇以上）

.参考文献

[1]贾帅争、孙红琰、王全立.纳米通道技术及应用.2002

[2]f. pimenta,m.a. alves. electro-elastic instabilities in cross-shaped microchannels[j]. journal of non-newtonian fluid mechanics,2018,259.