计算科学 - 计算微流体通道中的时间尺度和稳态浓度 - 吾爱随笔录

我一直在对如下微流体通道进行对流扩散传输研究

入口浓度是特定的，我获得了域中离散节点处溶质的时间依赖性浓度曲线。使用这些数据，我想知道如何计算系统在通道出口达到稳态浓度所需的时间尺度。

EDIT1：浓度分布是在执行数值模拟后获得的。求解的方程是一维对流扩散方程

EDIT2：是的，我认为是不可压缩的流动。如下所示，我可以计算 Peclet 数 (Pe) 以确定对流传输占主导地位还是对流传输占主导地位。但我不确定是否必须为每个分支确定 Pe 数。质量传输的 Pe 由下式给出，

P e = \frac{u L}{D}

$Pe = \frac{u L}{D}$

即L是整个通道的有效长度吗？是扩散系数。研究对流分散时会发生什么？是否可以用作为直径函数的色散系数代替 Pe 表达式中的 $D$ $D$

每个分叉点的直径是否减半？如果我用于插图的图像给人留下了这样的印象，我很抱歉。在实际系统中，直径在连接点（可能是分叉点或三分叉点）处不会减半。分支的直径比并不总是恒定的。直径范围为 2-10 微米，长度范围为 50-150 微米。扩散系数为~1E-10 $m^2/s$

EDIT3：根据下面评论和这篇文章中提供的解释，我理解特征长度尺度是最小的长度尺度。

对于 Peclet 数内的特征长度，您可以使用离散化宽度，或者可能使用通道的宽度。

我想了解特征长度（离散化长度或直径通道）的选择是否取决于扩散传输的方向，或者无论扩散是否发生在径向/轴向方向上，它总是最小的长度。