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Simulation

Kleinste Volumina der Mikrofluidik realistisch simulieren

| Redakteur: Thomas Günnel

Die Längenskalen mikrofluidischer Ströme sind sehr viel kleiner bemessen als makroskopische Ströme. Um sie zu simulieren, eignen sich zum Beispiel die multiphysikalischen Funktionen der Simulationsplattform von Comsol.

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Multiphysikalische SImulation: Am Beispiel eines Tintenstrahldruckers lässt sich die Bewegung des Farbtropfens aus der Düse hin zum Papier darstellen.
Multiphysikalische SImulation: Am Beispiel eines Tintenstrahldruckers lässt sich die Bewegung des Farbtropfens aus der Düse hin zum Papier darstellen.
(Bild: Comsol)

Das Bearbeiten von Fluiden im Mikromaßstab hat Vorteile: Meist sind mikrofluidische Systeme kleiner, arbeiten schneller und benötigen weniger Fluid als ihre makroskopischen Entsprechungen. Zudem sind Energieeintrag und Energieabgabe leichter zu steuern, da das Verhältnis der Oberfläche zum Volumen des Systems sehr viel größer ist als in einem makroskopischen System.

Das „Microfluidics Module“ von Comsol ist speziell für die Behandlung von Impuls-, Wärme- und Massentransport ausgelegt und eignet sich laut Unternehmen besonders für Strömungen im Mikromaßstab. Das Modul enthält Werkzeuge zum Analysieren mikrofluidischer Geräte. Simulationen von Chip-Labors (Lab-on-a-Chip-Devices), digitaler Mikrofluidik, elektrokinetischen und magnetokinetischen Geräten sowie Tintenstrahldruckern zählen zu den wichtigsten Anwendungen.

Die Software enthält Benutzeroberflächen und Simulationstools, sogenannte Physikinterfaces, für Einphasenströmungen, Strömungen in porösen Medien, Zweiphasenströmungen und Transportphänomene.

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