實驗名稱：非牛頓流體聲彈性流的微通道研究實驗

研究方向：流體在聲學微流控中的復雜流動行為

實驗內容：探究流體流變特性對聲彈性流的影響。

測試設備：信號發生器，ATA-308功率放大器，Micro-PIV粒子測速系統等。

實驗過程：

圖：實驗系統圖

配制不同濃度（50–1000ppm）的聚環氧乙烷（PEO）水溶液，利用應力控制流變儀在25°C下測量剪切粘度與彈性模量，驗證其Boger流體特性（恒定粘度，顯著彈性）。通過ATA-308功率放大器將信號發生器輸出的2.0±0.6kHz正弦波放大，驅動微通道內尖銳邊緣振動，激發聲彈性流場。采用熒光聚苯乙烯微球示蹤流場，結合微尺度粒子圖像測速系統捕捉流速矢量分布，分析低流速（Q<600μL/min）下的混合遲滯與高流速（Q>1000μL/min）流型退化現象。

實驗結果：

圖：實驗結果1

圖：實驗結果2

低濃度PEO（50ppm）在聲場下表現為聲學主導的正模式（GI>0），而高濃度（1000ppm）因彈性效應增強，呈現擾動范圍減小的負模式（GI<0）。通過Wi-Re相圖量化彈性與慣性競爭機制，結合短時傅里葉變換（STFT）解析時空擾動衰減規律，揭示聲彈性流中剪切層重附著區對分子遷移的抑制效應（擾動強度降低30–50%），為復雜流體微操控提供理論依據。

功率放大器推薦：ATA-308C

圖：ATA-308C功率放大器指標參數

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審核編輯 黃宇