Моделирование процессов разделения газов в микроканале на основе стохастического подхода

Abstract

Одной из основных проблем при разработке микрофлюидных газохроматографических колонок является сложность предварительного моделирования работы микрофлюидной системы, а именно, комплексного моделирования физико-химических процессов на внутренней поверхности стенок микроканала и моделирования движения газа-носителя. Целью данной работы является разработка методики моделирования процессов разделения газов в микрофлюидной газохроматографической колонке. Предложенная методика базируется на использовании уравнения Навье-Стокса для описания потока газа-носителя и стохастического подхода к описанию поведения частиц пробы. Результаты моделирования могут быть использованы для повышения эффективности разработки микрофлюидных газохроматографических колонок и других устройств, в которых происходит разделение газовых смесей. One of the main problems in the development of microfluidic gas chromatography columns is the complexity of the preliminary modeling of the microfluidic systems, namely, the complex modeling of physicochemical processes on the inner surface of the microchannel walls and the simulation of carrier gas movement. The purpose of this work is to develop a methodology for modeling of the separation processes of gases in a microfluidic gas chromatography column. The proposed method is based on using the Navier-Stokes equations to describe the carrier gas flow and the stochastic simulation to describe the behaviour of sample particles. The simulation results can be used to improve the development of microfluidic gas chromatography columns and other devices in which the separation of gas mixtures occurs.