Multi-objective optimization of expansion-contraction micromixer using response surface methodology: A comprehensive study

混合器 材料科学 雷诺数 响应面法 混合(物理) 膨胀率 计算机科学 计算流体力学 灵敏度(控制系统) 收缩(语法) 机械 纳米技术 微流控 复合材料 物理 机器学习 医学 内科学 工程类 量子力学 电子工程 湍流
作者
Kaveh Yazdani,Somayeh Fardindoost,Adriaan L. Frencken,Mina Hoorfar
出处
期刊:International Journal of Heat and Mass Transfer [Elsevier BV]
卷期号:227: 125570-125570 被引量:7
标识
DOI:10.1016/j.ijheatmasstransfer.2024.125570
摘要

This study provides a comprehensive analysis of the optimization of micromixers, highlighting their critical role in improving the effectiveness of chemical reactions and fluid mixing processes at a small scale. Employing OpenFOAM, we optimized the geometry of a micromixer comprised of multiple expansion-contraction segments across a Reynolds number range from 0.1 to 100. We established three design variables, P1, P2, and P3, to modify the geometry of each contraction-expansion segment to maximize the overall performance of the micromixer. Our experimental design utilized the optimal space-filling method, followed by the application of the genetic aggregation method to the generated sample to yield response surfaces. Two distinct optimization strategies were implemented following the verification of the response surfaces' accuracy. The first focused on maximizing the mixing index, while the second aimed to increase the mixing index and reduce the pressure difference simultaneously. A subsequent sensitivity analysis revealed significant relationships between the design variables and objective parameters. Key findings include achieving maximum MI increases of 26.26 % and 23.06 % at Re values of 10 and 100, respectively, and the role of recirculation zones and chaotic convection in enhancing mixing, especially at Re = 100. Furthermore, a comparative analysis with other micromixer optimization studies demonstrated the superiority of the present study, particularly in reducing pressure difference, thereby enhancing overall mixer performance.
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
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
whisper完成签到,获得积分10
刚刚
打打的应助被Xr枫采纳,获得10
1秒前
眨眼完成签到,获得积分10
2秒前
海风完成签到,获得积分10
2秒前
研友_ngqb28完成签到,获得积分0
2秒前
李四完成签到,获得积分10
2秒前
研友_VZG7GZ的应助被迷你的颖采纳,获得10
2秒前
菠萝蜜完成签到,获得积分10
3秒前
吕培森完成签到 ,获得积分10
3秒前
机智皮皮虾完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
眯眯眼的平凡关注了科研通微信公众号
3秒前
3秒前
蛋堡完成签到 ,获得积分10
4秒前
4秒前
炸炸洋芋完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
徐安完成签到 ,获得积分10
5秒前
Wen完成签到 ,获得积分10
5秒前
Owen的应助被起名废人采纳,获得10
5秒前
PTERTIM247完成签到,获得积分10
5秒前
orixero的应助被诸事顺利采纳,获得10
6秒前
7秒前
7秒前
Tyeon2003完成签到,获得积分10
7秒前
英姑的应助被天马行空采纳,获得10
7秒前
GJ发布了新的文献求助10
8秒前
还没有完成签到,获得积分20
8秒前
风不留痕发布了新的文献求助10
8秒前
研友_ZGR0jn发布了新的文献求助10
9秒前
好人完成签到,获得积分10
9秒前
努力向前冲完成签到,获得积分10
9秒前
风趣的豆芽完成签到,获得积分10
9秒前
赘婿的应助被爱笑之双采纳,获得10
9秒前
桐桐的应助被精明的烨霖采纳,获得10
9秒前
大大完成签到 ,获得积分10
9秒前
qim完成签到,获得积分10
10秒前
123发布了新的文献求助10
10秒前
王迎迎完成签到,获得积分10
10秒前
Nana发布了新的文献求助30
10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
Rosenblum, Global Change Biology 800
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Geschichtliche Grundbegriffe (GGB), Band 5: Pro–Soz 300
Die Religion in Geschichte und Gegenwart (RGG), 4. Auflage, Band 7: R–S 300
Die Religion in Geschichte und Gegenwart (RGG), 4. Auflage, Band 1: A–B 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 计算机科学 工程类 纳米技术 内科学 物理 有机化学 化学工程 生物化学 复合材料 光电子学 细胞生物学 心理学 量子力学 催化作用 物理化学 电极
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7792916
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9329697
关于积分的说明 20431641
捐赠科研通 7382687
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3323825
关于科研通互助平台的介绍 2471708
邀请新用户注册赠送积分活动 2340931