L11 惯性聚焦:颗粒为什么会“自己排队”?Re 越低越好吗?

第 11 讲 · 粒子与细胞操控 | 有限惯性下的剪切梯度升力与壁面升力平衡;聚焦需要足够的 Re 和足够的通道长度

① 方形直通道侧视(入口随机分布 → 沿程向平衡位置迁移)

迁移按指数松弛示意:y(x) = yeq + (y₀ − yeq)·e−x/Lf;Lf 由 Di Carlo (2009) 的升力速度标度估算,量级可信、细节不可信。

② 出口截面颗粒分布

③ 课堂追问

  • “Re 越低,惯性聚焦越好”——把 Q 调小,看出口截面。
  • a/Dh 从 0.05 增到 0.15:聚焦长度怎么变?为什么大颗粒先聚焦?
  • 加上曲率(螺旋通道)后,Dean 涡把方形通道的 4 个平衡点变成几个?
  • 升力“推”颗粒,Dean 拖曳“带”颗粒:两者谁大取决于什么?