Modelowanie mikrosystemów - laboratorium - MEMS lab

Modelowanie mikrosystemów - laboratorium
Ćwiczenie 3
Modelowanie chipu biologicznego – biochipu (przepływ elektrokinetyczny,
elektroforeza kapilarna)
Zadania i cel ćwiczenia.
Celem ćwiczenia jest określenie szybkości przepływu elektrokinetycznego w biochipie.
Zadaniem wykonującego ćwiczenie jest zaprojektowanie w programie AutoCAD struktury
biochipu oraz zamodelowanie pracy stosując jako parametr długość kanału separującego
i przykładany potencjał elektryczny.
Przebieg ćwiczenia.
Ćwiczenie składa się z czterech etapów:
• etap 1 – zaprojektowanie struktury biochipu w programie AutoCAD,
• etap 2 – zebranie informacji (warunki brzegowe, stałe materiałowe, współczynniki,
etc) z przykładu dostępnego w programie Comsol Multiphisics
• etap 3 – zamodelowanie pracy zaprojektowanego biochipu,
• etap 4 – prezentacja wyników.
1. Przykład biochipu dostępny w programie Comsol Multiphisics.
Otwórz dostępny przykład korzystając ze ścieżki:
File / Open Model Library
A następnie wybierz przykład elektroosmotic biochip:
Model library / MEMS Module / Microfluidics Models / electroosmotic biochip
___________________________________________________________________________
www.memslab.pl
2. Projekt AutoCAD.
Korzystając z przykładu eksportuj model biochipa do pliku *.dxf, a następnie otwórz go w
programie AutoCAD. Zmień długość kanałów biochipa.
___________________________________________________________________________
www.memslab.pl
3. Nowy model.
3.1. Utwórz nowy model korzystając ze ścieżki:
New / MEMS Module / Microfluidics / electroosmotic flow/ Stokes flow
3.2. Zaimportuj odpowiedni plik z rozszerzeniem DXF wykorzystując ścieżkę:
File / Import / CAD Data From File …
3.3. „Rozbij” obiekt wykorzystując ścieżkę: Draw / Split Object lub przycisk (skrót) menu
pionowego.
3.4. Utwórz obiekt (Solid) wykorzystując ścieżkę: Draw / Coerce To / Solid
(skrót) menu pionowego.
lub przycisk
4. Zadanie parametrów obiektu i symulacji.
Należy zebrać Z PRZYKŁADU informacje na temat warunków brzegowych, stałych
materiałowych, etc., a następnie umieścić je w nowym modelu. Informacji należy szukać w
„drzewie” modelu (Model Tree).
___________________________________________________________________________
www.memslab.pl
5. Symulacja.
Przeprowadzenie poprawnej symulacji wymaga:
• określenia materiału, z jakiego zbudowany jest model,
• określenia warunków brzegowych,
• zadania odpowiedniej siatki – podział modelu na trójkąty (do obliczeń
wykorzystywana jest metoda elementów skończonych),
• umiejętna prezentacja wyników.
Zadaniem realizującego ćwiczenie jest wykonanie kilkunastu symulacji gdzie parametrem
będzie długość kanału mikrofluidicznego oraz przykładany potencjał elektryczny.
6. Prezentacja wyników.
Realizujący ćwiczenie przygotowuje zwarty raport, w którym zawarty jest cel ćwiczenia,
krótki opis modelowanego obiektu oraz wyniki modelowania w formie obrazów graficznych
2D i 3D, przekrojów i wykresów.
___________________________________________________________________________
www.memslab.pl