Mikrofluidik
Allgemein - Die Mikrofluidtechnik ist durch sehr kleine Abmessungen (z.T. deutlich kleiner als 1 mm) in Verbindung mit geringen Fluidgeschwindigkeiten charakterisiert. Bei Gasströmungen können Dimensionen der Molekülbewe- gungen und bei biologischen Problemstellungen die der Zellgrößen erreicht werden. Anwendungsbeispiele sind Mikropumpen, Mikromischer oder Mikro- ventile.
Ziel ist die strömungsmechanische Charakterisierung der mikrofluidischen Systeme. Dazu gehört beispielsweise auch die Untersuchung des Einflusses von Fertigungstoleranzen auf Strömungsbedingungen und die Analyse des Wärmehaushalts bei biologischen und chemischen Problemstellungen.
Die Methode der Numerischen Strömungssimulation (CFD) kann unter der Bedingung des Wirkens der kontinuumsmechanischen Erhaltungssätze auf die Mikrofluidik angewendet werden. Damit verknüpft werden können Analysen in der Größenordnung von Zell- oder Partikelgrößen. Bei biologischen Systemen werden zudem deren spezielle Eigenschaften sowie eine mögliche Schädigung von Zellen simuliert.
Als Ergebnisse liefern die Simulationen Informationen zum allgemeinen, dreidimensionalen Strömungszustand, wie Druckverlust, Geschwindigkeits- verteilung, Scherraten, Konzentrationsverteilung von Substanzen und Wärme- übergängen. Weiterhin kann für biologische Medien eine mögliche Schädigung vorhergesagt werden.
- Globale Geschwindigkeitsverteilung in einem Durchflusskopf eines Zellchips
- Stromlinien im Durchflusskopf
- Wandschubspannungen an einem Durchflusskopf
