بررسی عددی و تحلیلی ولتاژ القائی در جریان مایع فشار- محرک درون ریزمجراها

در مطالعة حاضر، اثرات متقابل جریان مایع فشار- محرک درون یک ریزمجرا و ولتاژ القائی در شرایط جریان الکتریکی صفر، به طور عددی و تحلیلی بررسی می‌شوند. معادلات حاکم شامل معادله پواسون برای توزیع پتانسیل الکتریکی، معادلات ارنست- پلانک برای توزیع چگالی بار، معادله پیوستگی و معادلات ناویر- استوکس اصلاح شده برای یک جریان پایدار تراکم‌ناپدیر از یک سیال نیوتنی به روش حجم محدود حل می‌شوند. در صورت حضور لایة دوگانة الکتریکی و اعمال شرایط ولتاژ القایی حداکثر، دبی جرمی جریان نسبت به دبی نظیرش در جریان فشار- محرک خالص، کاهش ناچیزی می‌یابد. منحنی تغییرات پتانسیل القائی بر حسب زتا پتانسیل دیوار،  با کمال تعجب نشان می دهد که در زتا پتانسیل‌های کمتر از 100  میلی ولت، پتانسیل القائی به یک مقدار حداکثر رسیده و سپس نزول می‌کند. دلیل این امر، افزایش ناگهانی ضریب هدایت الکتریکی متوسط است. ضریب هدایت الکتریکی متوسط، در زتا پتانسیل‌های بالاتر از 100 میلی ولت به طور نمایی افزایش می‌یابد و لذا تجربه مرسوم در ثابت فرض نمودن آن، فقط برای زتا پتانسیل‌های کم، (یعنی کمتر از 100 میلی ولت) قابل توجیه است.