微纳米流体力学

课程编码：080103M05006H 英文名称：Microfluidics and Nanofluidics: Fundamentals and Applications 课时：40 学分：2.00 课程属性：专业普及课 主讲教师：姚朝晖

微纳米流体力学是近年来迅速发展起来的新兴学科。本课程将讲述微纳米尺度下的流动物理现象，主要内容包括微纳流体力学的力学原理、流体驱动和控制手段、微纳尺度下的传热传质现象、微纳尺度数值模拟方法、实验技术及微加工方法等，并结合芯片实验室(Lab-on-a-Chip)技术介绍微纳流控在生物和化学等领域中的具体应用。
通过本课程的学习，学生将掌握微纳米流体力学的基本概念和研究方法，对流体力学如何应用于交叉学科有具体认识，并了解微纳流控研究与应用的最新发展。

普通物理，高等数学

第一章 绪论 2学时 姚朝晖
第1节 微纳米流体力学的发展和历史
第2节 微纳米流体力学的特点
第3节 课程内容和结构
第二章 微纳米尺度流动现象 4学时 姚朝晖
第1节 简介
第2节 各种作用力和影响因素
第3节 控制方程
第4节 无量纲参数
第5节 界面现象
第三章 微尺度下的电动力学 4学时 姚朝晖
第1节 简介
第2节 双电层
第3节 电渗现象
第4节 电泳现象
第5节 介电现象
第四章 微系统中的传质传热 4学时 姚朝晖
第1节 简介
第2节 扩散和输运
第3节 传热现象
第4节 对流-- 扩散方程及其特性
第五章 微系统中的多相流 6学时 姚朝晖
第1节 简介
第2节 微粒的微流控分离和排序
第3节 微尺度惯性效应
第4节 黏弹性效应
第5节 微流控液滴
第六章 微纳米尺度流动的数值模拟方法 8学时 姚朝晖
第1节 微纳米通道中气体流动的常用模拟方法
第2节 微纳米通道中液体流动的常用模拟方法
第七章 微纳尺度实验方法及微加工技术 4学时 姚朝晖
第1节 简介
第2节 流动测量
第3节 温度测量
第4节 纳尺度测量
第5节 微加工技术现状与方法
第八章 若干微纳流动器件简介 2学时 姚朝晖
第1节 微泵
第2节 微阀
第3节 微喷、微推进器
第4节 微混合器
第5节 微分离器
第九章 基于微纳米流控的芯片实验室 2学时 姚朝晖
第1节 简介
第2节 器官芯片
第3节 纳流控技术
第十章 大作业展示 4学时 姚朝晖
第1节 展示1
第2节 展示2

姚朝晖，中国科学院大学工程科学学院教授，博士生导师，本科生“综合实验课”首席教授，长期从事流体力学的教学和科研工作。现为北京力学会理事，中国空气动力学学会风工程和工业空气动力学专业委员会委员，中国力学学会流体力学专业委员会微纳流动专业组组员。作为课题负责人和主要完成人获部级科技进步奖5项，国家发明专利2项。