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电动天平中微米单颗粒轨迹的数值模拟

冯昭华a; 朱家骅a; 杨雪峰a; 夏素兰a; 关国强a; DavisE.J.b   

  1. a School of Chemical Engineering, Sichuan University, Chengdu 610065, China
    b Department of Chemical Engineering, University of Washington, Seattle, Washington 9819b-17bO, USA 
  • 收稿日期:1900-01-01 修回日期:1900-01-01 出版日期:2004-06-28 发布日期:2004-06-28
  • 通讯作者: 冯昭华

Numerical Simulation of Single Microparticle Trajectory in an Electrodynamic Balance

FENG Zhaohuaa; ZHU Jiahuaa; YANG Xuefenga; XIA Sulana; GUAN Guoqianga; DavisE.J.b   

  1. a School of Chemical Engineering, Sichuan University, Chengdu 610065, China
    b Department of Chemical Engineering, University of Washington, Seattle, Washington 9819b-17bO, USA 
  • Received:1900-01-01 Revised:1900-01-01 Online:2004-06-28 Published:2004-06-28
  • Contact: FENG Zhaohua

摘要: By introducing Oseen’s formula to describe the viscous drag force, a more complete motion equation for a charged microparticle levitated in an electrodynamic balance (EDB) has been put forward and solved numerically by the classic Runge-Kutta method in this paper. The theoretical results have firstly demonstrated the existence of the particle oscillations and their characteristics, especially of the springpoint oscillation at large amplitude .And through the comparisons of theoretical and experimental trajectories, the adopted motion equation has proved to be able to rigorously describe the particle motion in non-Stokes region--the shape of trajectory and frequencycharacteristics are fairlv consistent and the deviations of amnliturla can usually be less than 10%.

关键词: 电力学平衡;数字模拟技术;微粒振动;EDB

Abstract: By introducing Oseen’s formula to describe the viscous drag force, a more complete motion equation for a charged microparticle levitated in an electrodynamic balance (EDB) has been put forward and solved numerically by the classic Runge-Kutta method in this paper. The theoretical results have firstly demonstrated the existence of the particle oscillations and their characteristics, especially of the springpoint oscillation at large amplitude .And through the comparisons of theoretical and experimental trajectories, the adopted motion equation has proved to be able to rigorously describe the particle motion in non-Stokes region--the shape of trajectory and frequencycharacteristics are fairlv consistent and the deviations of amnliturla can usually be less than 10%.

Key words: electrodynamic balance, microparticle oscillation, trajectory, numerical simulation