وفقا لهيكل وحجم رقاقة ميكروفلويديكتصميم النظاموتصميم الجهازمنتدى

على مستوى النظام تصميم ، وتسمى أيضا نموذج الماكرو تصميم ، على وجه التحديد ، يأخذ كل رقاقة هيكل النمذجة الكائن ، يحمل على انتظام تصميم المدخلات والمخرجات ، ومراقبة . منهجية مشتركة تشمل تصميم مستوى النظامطريقة النمذجة、طريقة معادلة الدائرة、طريقة تخفيض مباشر、جمعها المعلمة طريقة الحدالخ .

نمذجة السلوك

نمذجة السلوك يعني أن كل رقاقة ميكروفلويديك ينقسم إلى عدة أجزاء وظيفية ، والتي هي على غرار . ثم ، سلسلة فورييه يستخدم للتعامل مع واجهة إشارة ، وبالتالي تحقيق كامل رقاقة النمذجة . هذا الأسلوب لديه مشاكل الإفراط في التبسيط ، وانخفاض الدقة . إذا كان هناك الكثير من التبسيط في تصميم نظام ميكروفلويديك معقدة ، وسوف تتراكم الأخطاء التي لا تعكس القوانين الفيزيائية .

طريقة معادلة الدائرة

طريقة معادلة الدائرة ، وتسمى أيضا عقدة طريقة التحليل ، على أساس التشابه بين موضوع الدراسة و الدائرة ، يحاكي النموذج الرياضي من غير مكونات الأجهزة الكهربائية مع الكميات الفيزيائية من خصائص الأجهزة الكهربائية ، وهذا هو ، عن الكميات الفيزيائية من المشكلة في البارامترات الفيزيائية مثل المقاومة ، السعة والحث ، ثم يبني " معادلة الدائرة " الحل .

3 - طريقة التخفيض المباشر

من أجل الحد من طريقة مباشرة ، المعادلات التفاضلية الجزئية ( PDE ) التي تصف الظواهر الفيزيائية من رقاقة يتم التعامل معها مباشرة من قبل مسار تقريب متعامد التحلل . مباشرة من أجل الحد من الأسلوب يمكن أن تقلل من مكونات معقدة ، وبالتالي تبسيط نموذج الماكرو يمكن الحصول عليها . لأن الحد من النظام يحتاج إلى التخلي عن بعض المعلومات التي تصف الخصائص الفيزيائية داخل رقاقة ، سيكون هناك بعض الانحراف عن النموذج الحقيقي .

4 - طريقة تخفيض مجموع المعلمات

على أساس ثابت المحاكاة ، متعدد الحدود منحنى المناسب تتم على نتائج المحاكاة ، وبالتالي الحصول على نموذج الماكرو من جمعها المعلمة ، مثل نموذج الماكرو من جمعها الشامل جمعها التخميد نموذج الماكرو ، وهلم جرا .

الجهاز على مستوى التصميم هو التصميم الذي يهدف إلى دراسة تطور القانون من رقاقة . الجهاز مستوى التصميم يتحقق أساسا من خلال المحاكاة العددية ، بما في ذلك طريقة العناصر المحددة ، طريقة الفروق المحدودة ، طريقة الحجم المحدد ، الطيفية وغيرها من أساليب المحاكاة العددية .

مع مساعدة من الأساليب المذكورة أعلاه ، يمكن استخدام البرمجيات المتخصصة أو البرمجة لإنشاء نموذج تطور العملية من رقاقة ميكروفلويديك ، وبالتالي إثبات وتقييم وتحسين خطة محددة . في الوقت الحاضر ، التصميم بمساعدة الكمبيوتر رقاقة ميكروفلويديك ( أو ممس ) باستخدام البرمجيات المتخصصة هي واحدة من أهم أساليب النمذجة ، والبرمجة هي مناسبة أساسا لدراسة نظرية الآلية . البرمجيات المتخصصة المشتركة تشمل comsol Multiphysics ( طريقة العناصر المحددة ) ، cfd-ace + ( طريقة الحجم المحدد ) ، coventorware ( طريقة العناصر المحددة ) ، وهلم جرا . وبالإضافة إلى ذلك ، هناك بعض البرامج المتخصصة في تصميم رقاقة ميكروفلويديك ، مثل جناح ذكي ، ممس برو ، تانر برو ، hfss وهلم جرا . بينأنانتيليسأويتليس فقط يمكن أن تستخدم في التصميم الأمثل رقاقة هيكل ، ولكن أيضا يمكن أن تستخدم في تحليل المعلمة ، نظام المحاكاة ، تغليف ، وهلم جرا .

الجهاز على مستوى التصميم يتبع القوانين الفيزيائية مثل الميكانيكا ، تدفق ، نقل الحرارة ، وما إلى ذلك ، مع دقة عالية ، ولكن حساب كمية كبيرة ، فإنه لا يمكن تحقيق كامل نظام المحاكاة العددية في ظل الظروف العادية . على مستوى النظام تصميم رقاقة ميكروفلويديك الهيكل العام ، هو وصف النظام المادي خشن الحبيبات الأسلوب ، دقة منخفضة نسبيا ، ولكن سرعة الحوسبة عالية . ولذلك ، مزايا الطريقتين يمكن أن تكون متكاملة ، على مستوى الجهاز هو المعتمد في الأجزاء الرئيسية من رقاقة ، على مستوى النظام هو المعتمد في غير الأجزاء الرئيسية ، ماكرو مايكرو طريقة التصميم هو المشكلة .

ماكرو مايكرو طريقة التصميمالأفكار الأساسية :

( 1 ) نظام ميكروفلويديك معقدة تنقسم إلى وحدات بسيطة ومعقدة وحدات .

( 2 ) حل تحليلي يتم الحصول عليها عن طريق فصل المتغيرات أو طريقة تراكب قاعدة وظيفة ، وما إلى ذلك من أجل تبسيط الهندسة الطوبولوجية هياكل مثل قنوات مستقيمة ، خزان السائل ، والانحناء القنوات التي هي أكبر في بعض الاتجاه .

( 3 ) الهندسة اللاكمية المعقدة ( على سبيل المثال ، ثلاثي الأبعاد فوضوية مختلطة عنصر ) يتم حلها عن طريق المحاكاة العددية .

( 4 ) سد بين عنصر بسيط و عنصر معقد باستخدام البيانات المناسب و التقطيع . ثم ، يتم استخدام نفس الأسلوب في سد جميع العناصر ، و النظام برمته هو حلها عن طريق تكرار دوري الحساب .