Clogging sensitivity of flow distributors designed for radially elongated hexagonal pillar array columns: a computational modelling
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Flow distributor located at the beginning of the micromachined pillar array column (PAC) has significant roles in uniform distribution of flow through separation channels and thus separation efficiency. Chip manufacturing artifacts, contaminated solvents, and complex matrix of samples may contribute to clogging of the microfabricated channels, affect the distribution of the sample, and alter the performance of both natural and engineered systems. An even fluid distribution must be achieved cross-sectionally through careful design of flow distributors and minimizing the sensitivity to clogging in order to reach satisfactory separation efficiency. Given the difficulty to investigate experimentally a high number of clogging conditions and geometries, this work exploits a computational fluid dynamic model to investigate the effect of various design parameters on the performance of flow distributors in equally spreading the flow along the separation channels in the presence of different degrees of clogging. An array of radially elongated hexagonal pillars was selected for the separation channel (column). The design parameters include channel width, distributor width, aspect ratio of the pillars, and number of contact zone rows. The performance of known flow distributors, including bifurcating (BF), radially interconnected (RI), and recently introduced mixed-mode (MMI) in addition to two new distributors designed in this work (MMII and MMIII) were investigated in terms of mean elution time, volumetric variance, asymmetry factors, and pressure drop between the inlet and the monitor line for each design. The results show that except for pressure drop, the channel width and aspect ratio of the pillars has no significant influence on flow distribution pattern in non-clogged distributors. However, the behavior of flow distributors in response to clogging was found to be dependent on width of the channels. Also increasing the distributor width and number of contact zone rows after the first splitting stage showed no improvement in the ability to alleviate the clogging. MMI distributor with the channel width of 3 µm, aspect ratio of the pillars equal to 20, number of exits of 8, and number of contact zones of 3 exhibited the highest stability and minimum sensitivity to different degrees of clogging.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».