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微尺度电动混合混沌反控制方法
  • ISSN号:0023-074X
  • 期刊名称:《科学通报》
  • 时间:0
  • 分类:O415.5[理学—理论物理;理学—物理]
  • 作者机构:[1]江苏大学电气信息工程学院,镇江212013, [2]Department of Electrical & Computer Engineering. Stony Brook University, Stony Brook, 11790. USA, [3]江苏大学机械工程学院,镇江212013
  • 相关基金:国家自然科学基金(11102074)资助
中文摘要:

针对被动式混沌微混合器受控性差且加工难度大等缺点,基于广义混沌同步理论,提出了一种运用混沌电场对微流控芯片有序层流流体进行主动混合的电动混沌反控制方法.该方法将Duffing混沌模型施加于微流控芯片混合室的壁面电极,结合微流控芯片微混合室建立控制模型,采用Rosenstein小数据量混沌评价法对流体混沌效果量化评价,进一步优化Duffing混沌反控制算法模型参数.对优化后的混合混沌反控制算法与传统正余弦控制算法进行性能分析.研究结果表明,优化后Duffing算法控制流体进入混沌状态的时间比传统正余弦算法提前了约27.3%,最大Lyapunov指数提高约25%,说明该方法有效地提高了微流控芯片微混合器的混沌混合效果.

英文摘要:

In order to solve the shortcomings of passive chaotic micromixer such as hard to control and difficult to manufacturing, we presents a chaotic anti-control method that use the chaotic electric field to control the mixing process of the orderly laminar fuid based on the generalized chaotic synchronization theory. This method applied the Duffing chaotic model on the micron electrode in the mixing chamber of the microfluidic chip. Then the chaos effect of fluid is evaluated by the Rosenstein method, and the parameters of the Duffing model are optimized, At last, the analyses of the chaos performance controlled by the optimized mixing chaotic anti-control algorithm and traditional cosine algorithm are carrying out. The simulation results show that the time of optimized Duffing algorithm controlled fluid to the chaotic state is 27.3% shorter than the cosine algorithm. The largest Lyapunov of optimized Duffing algorithm is improved 25% compared with cosine algorithm. This data indicate the optimized Duffing algorithm improved the chaotic performance of the micromixer in microfluidic chip dramaticlly.

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期刊信息
  • 《科学通报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院
  • 主编:周光召
  • 地址:北京东黄城根北街16号
  • 邮编:100717
  • 邮箱:csb@scichina.org
  • 电话:010-64036120 64012686
  • 国际标准刊号:ISSN:0023-074X
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1784/N
  • 邮发代号:80-213
  • 获奖情况:
  • 首届国家期刊奖,中国期刊方阵“双高”期刊,第三届中国出版政府奖
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),美国数学评论(网络版),美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:81792