Multiphase Lattice Boltzmann simulations of droplets in Microchannel networks

Simulations par Boltzmann sur réseau multiphasique de gouttelettes dans des réseaux de microcanaux

¹ James Weir Fluids Laboratory, Department of Mechanical & Aerospace Engineering, University of Strathclyde, Glasgow, G1 1 XJ, UK
jonathan.li@strath.ac.uk, yonghao.zhang@strath.ac.uk
² School of Engineering, University of Edinburgh, Edinburgh, EH9 3JT
jason.reese@strath.ac.uk

Abstract

In this work we study droplet flows in three different microchannel networks by using a multiphase lattice Boltzmann method. It is firstly shown that the lattice Boltzmann method is suitable for simulating droplet flows in complex microchannel geometries. The effect of velocity in the channels downstream of a branching intersection on the path a droplet would take through a microchannel network is investigated. We find that, for the investigated micro­channel geometries, droplets that reached a channel intersection would travel through the downstream branch with the highest local velocity.

Résumé

Dans ce travail, nous étudions les écoulements de gouttelettes dans trois réseaux différents de microcanaux en utilisant une méthode de Boltzmann sur réseau multiphasique. Il est tout d'abord montré que la méthode est adaptée pour simuler les écoulements de gouttelettes dans des microcanaux à géométries complexes. L'effet de la vitesse dans les canaux en aval d'une intersection sur le trajet pris par une gouttelette traversant un réseau de microcanaux est étudié. Nous constatons que, pour les géométries de microcanaux étudiés, les gouttelettes qui atteignent une intersection traverseraient la branche aval où la vitesse locale est la plus élevée.