微纳米流体力学
课程编码：180090080103P3003H
英文名称：Microfluidics and Nanofluidics: Fundamentals and Applications
课时：40
学分：2.00
课程属性：专业课
主讲教师：姚朝晖
教学目的要求
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。
预修课程
普通物理、高等数学、流体力学或传热学
大纲内容
第一章 绪论 2.0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 4.0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 4.0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 4.0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 6.0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 8.0学时 姚朝晖
第1节 简介
第2节 连续介质模拟方法
第3节 微纳米通道中气体流动的常用模拟方法
第4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 4.0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 2.0学时 姚朝晖
第1节 微泵、微阀和微执行器的新设计理念
第2节 微泵
第3节 微阀
第4节 微执行器
第九章 基于微纳米流控的新型芯片实验室 2.0学时 姚朝晖
第1节 器官芯片
第2节 纳流控技术
教材信息
1、
微流控芯片中的流体流动
李战华、吴健康、胡国庆、胡国辉
2012年
科学出版社
参考书
1、
Micro- and Nanoscale Fluid Mechanics: Transport in Microfluidic Devices
Brian Kirby
2010年
Cambridge University Press
课程教师信息
姚朝晖，中国科学院大学工程科学学院教授、博士生导师。长期从事流体力学的教学和科研工作，研究领域涉及较广，目前感兴趣的研究领域有微纳尺度流动、磁流体力学中金属液体的界面流动和气泡两相流等，现为流体力学国际著名期刊“Physics of Fluids”的副主编、北京力学会常务理事/流体力学专业委员会主任、第3版中国大百科全书力学卷编委、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、中国力学学会女科技工作者委员会委员、中国力学学会流体力学专业委员会微纳流动专业组成员。发表期刊论文100多篇，SCI他引1000多次。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。