已入深夜,您辛苦了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!祝你早点完成任务,早点休息,好梦!

Machine learning and metaheuristics in microfluidic transport characterization and optimization: CFD and experimental study integrated with predictive modelling

计算流体力学 微观混合 微流控 混合(物理) 计算机科学 雷诺数 微通道 生物系统 模拟 机器学习 机械 材料科学 纳米技术 物理 量子力学 湍流 生物
作者
Afshin Kouhkord,Moheb Amirmahani,Faridoddin Hassani,Naser Naserifar
出处
期刊:Canadian Journal of Chemical Engineering [Wiley]
被引量:7
标识
DOI:10.1002/cjce.25430
摘要

Abstract This study presents a comprehensive numerical and experimental analysis on microfluidic cell lysis through computational fluid dynamics (CFD), data‐driven modelling, and multi‐objective optimization. The proposed intelligent framework integrates artificial intelligence and CFD for data generation and extraction, alongside machine learning analysis and experimental studies for transport phenomena characterization in the cell lysis process. The framework explores compound effects of various inflow Reynolds numbers and geometrical parameters, including obstacle configurations and microchannel thickness. It shows substantial effects on flow patterns and mixing in varied microfluidic designs. A surrogate model, developed via central composite design, exhibits high accuracy in assessing system functionality (). The height of the implemented baffles from its lower value to the upper bound resulted in more than 42% and 14% increase in the mixing index at low and high Reynolds numbers, respectively, with minimal impact on pressure drop. The framework introduces data‐driven modelling coupled with multi‐objective optimization by desirability function (DF), non‐dominated sorting genetic algorithm (NSGA‐II), and differential evolution (DE). In the optimization of microfluidic processes, machine learning algorithms outperform desirability‐based methods, and the DE algorithm surpasses the NSGA‐II. An optimum micromixing reducing the mixing length by over 50% and mixing index above 97% achieved, fabricated, and experimental investigations conducted to validate numerical process. Through the precise control of microfluidic variables and the exploitation of microtransfer phenomena, it is possible to enhance the efficiency and selectivity of cell lysis. This not only improves the accuracy of diagnostic information but also opens up new avenues for personalized medicine and therapeutic development.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
一丁雨发布了新的文献求助10
刚刚
哈基米德举报浪子求助涉嫌违规
刚刚
qi发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
马偲闻完成签到,获得积分10
2秒前
一定耀四年毕业啊完成签到,获得积分10
2秒前
4秒前
6秒前
6秒前
无限的雨梅完成签到 ,获得积分10
6秒前
马偲闻发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
yxy104发布了新的文献求助10
10秒前
Jia完成签到,获得积分10
11秒前
六六完成签到 ,获得积分10
13秒前
13秒前
Ava应助瓣花落叶采纳,获得10
13秒前
14秒前
丁丁丁发布了新的文献求助10
15秒前
鲍文启发布了新的文献求助10
18秒前
浮游应助XL采纳,获得10
19秒前
19秒前
19秒前
BYN完成签到 ,获得积分10
20秒前
科研通AI5应助葵花籽采纳,获得10
22秒前
星辰大海应助闪闪的天寿采纳,获得10
23秒前
Ava应助qqq采纳,获得10
24秒前
香蕉觅云应助青mu采纳,获得10
24秒前
XZM发布了新的文献求助10
25秒前
anne完成签到 ,获得积分10
25秒前
彭于晏应助inclubs采纳,获得10
28秒前
28秒前
29秒前
32秒前
着急的青枫应助断路天行采纳,获得20
32秒前
青山完成签到,获得积分10
33秒前
FashionBoy应助qqq采纳,获得10
34秒前
rgdfgf发布了新的文献求助10
34秒前
36秒前
不忘初心方得始终给不忘初心方得始终的求助进行了留言
36秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Einführung in die Rechtsphilosophie und Rechtstheorie der Gegenwart 1500
Cancer Systems Biology: Translational Mathematical Oncology 1000
Binary Alloy Phase Diagrams, 2nd Edition 1000
NMR in Plants and Soils: New Developments in Time-domain NMR and Imaging 600
Electrochemistry: Volume 17 600
La cage des méridiens. La littérature et l’art contemporain face à la globalisation 577
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 内科学 生物化学 物理 计算机科学 纳米技术 遗传学 基因 复合材料 化学工程 物理化学 病理 催化作用 免疫学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4957536
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4218933
关于积分的说明 13131992
捐赠科研通 4001782
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2189998
邀请新用户注册赠送积分活动 1204910
关于科研通互助平台的介绍 1116517