3D microfluidics for extensional rheometry

用于拉伸流变测量的 3D 微流体

基本信息

项目摘要

In FY2022, experiments were completed measuring the pressure drop and velocity field for viscoelastic polyacrylamide solutions (at dilute concentrations of 0.005 to 0.04 wt%) in a planar extensional flow device. Pressure drop and velocity field measurements have also been completed in the new uniaxial and biaxial extensional flow device developed during FY2021.A new data analysis has been developed to estimate the extensional viscosity of Newtonian and viscoelastic fluids. This ensures that the expected (constant) extensional viscosity is obtained for Newtonian fluid, and also for the polymer solutions at small flow rates. At high flow rates the extensional viscosity of the polymer solutions increases up to a plateau value that depends on the mode of extension. For the dilute solutions tested, the plateau values in uniaxial and planar extension are equal to each other and double that found for biaxial extension. This is in agreement with the finitely-extensible non-linear elastic dumbbell model, which is often used to describe such fluids in theory. Two journal papers have been prepared based on the work conducted so far in FY2021 and FY2022, which are both currently under review in the Journal of Rheology.Furthermore, experiments with viscoelastic polymer solutions revealed some interesting instability phenomena at high flow rates, which are worthy of a more detailed investigation. Our new data analysis method for estimation of the extensional viscosity also merits some additional experimental verification. These topics will be the focus of research in FY2023.
在2022财年,在平面扩展流动装置中,完成了粘弹性聚丙烯酰胺溶液的压降和速度场(以0.005至0.04 wt%)完成的实验。在FY2021期间开发的新单轴和双轴延伸流动装置中,已开发了一种新的数据分析,以估算牛顿和粘弹性流体的延伸粘度。这确保了牛顿流体以及以较小的流速的聚合物溶液的预期(恒定)伸展粘度。在高流速下,聚合物溶液的延伸粘度增加到了取决于延伸方式的高原值。对于所测试的稀释溶液,单轴和平面延伸中的高原值彼此等于彼此,并且是双轴延伸的两倍。这与有限延伸的非线性弹性哑铃模型一致,该模型通常用于描述理论上的这种流体。根据迄今为止在2021财年和FY2022中进行的工作准备了两篇期刊论文,这些论文目前都在《流变学杂志》中进行了审查。FURTHERMORE进行了粘弹性聚合物解决方案的实验,揭示了一些有趣的不稳定现象,这些现象是值得的,这些现象值得更详细的调查。我们的新数据分析方法估计延伸粘度也值得一些其他实验验证。这些主题将成为2023财年研究的重点。

项目成果

期刊论文数量(49)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Rheological effects on the cross-slot flow instability
流变学对跨槽流动不稳定性的影响
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Arisa Yokokoji;Stylianos Varchanis;Simon J. Haward;Amy Q. Shen
  • 通讯作者:
    Amy Q. Shen
Asymmetric flows of complex fluids past a cylinder in a microchannel
复杂流体在微通道中通过圆柱体的不对称流动
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    S Varchanis;CC Hopkins;AQ Shen;J Tsamopoulos;SJ Haward
  • 通讯作者:
    SJ Haward
Influence of geometric ordering on viscoelastic flow instabilities in 3D porous media
几何排序对 3D 多孔介质中粘弹性流动不稳定性的影响
  • DOI:
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    EY Chen;CA Browne;SJ Haward;AQ Shen;SS Datta
  • 通讯作者:
    SS Datta
Volumetric evolution of elastic turbulence in porous media
  • DOI:
    10.1017/jfm.2022.836
  • 发表时间:
    2022-10-26
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    Carlson, Daniel W.;Toda-Peters, Kazumi;Haward, Simon J.
  • 通讯作者:
    Haward, Simon J.
Reduced and increased flow resistance in shear-dominated flows of Oldroyd-B fluids
Oldroyd-B 流体剪切主导流动中的流动阻力减少和增加
{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

HAWARD Simon其他文献

HAWARD Simon的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('HAWARD Simon', 18)}}的其他基金

Large Amplitude Oscillatory Extension (LAOE)
大振幅振荡扩展 (LAOE)
  • 批准号:
    24K07332
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 2.5万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

相似国自然基金

微流体摩擦学
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    400 万元
  • 项目类别:
    国家杰出青年科学基金
内蒙古复兴屯超大型银铅锌矿床成矿元素迁移与沉淀机制
  • 批准号:
    41902094
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    25.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
相山火山岩型铀矿床矿物(流体包裹体)微区年代学和地球化学研究
  • 批准号:
    41873057
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    61.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
针对微流控芯片捕获循环肿瘤细胞过程的建模和仿真
  • 批准号:
    11801541
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    25.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

Elastic turbulence in micro canopy flows, effects of rheology and geometry
微冠层流动中的弹性湍流、流变学和几何形状的影响
  • 批准号:
    23K19103
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 2.5万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
High-throughput injectability screening of high concentration protein formulations by microfluidic quartz resonators
通过微流控石英谐振器对高浓度蛋白质制剂进行高通量可注射性筛选
  • 批准号:
    10760592
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 2.5万
  • 项目类别:
ADDITIVE MANUFACTURING OF PDMS MICROFLUIDICS
PDMS 微流控的增材制造
  • 批准号:
    10698810
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 2.5万
  • 项目类别:
Development of Injectable Super-Lubricious Microgels for Sustained Release of Platelet-Rich Plasma to Treat Post-Traumatic Osteoarthritis
开发可注射的超润滑微凝胶,用于持续释放富含血小板的血浆以治疗创伤后骨关节炎
  • 批准号:
    10659591
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 2.5万
  • 项目类别:
Monodisperse Microbubbles for Noninvasive Pressure Estimation
用于无创压力估计的单分散微泡
  • 批准号:
    10676271
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 2.5万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了