SNUEI

Path selection of liquid fronts in junctions of branching channels

2024 · Physics of Fluids

저자

Sohyun Jung, Tae Jeong Kim, Jae Hong Lee, Wonjong Jung, 김호영 (Ho‐Young Kim)

연구주제

Fluid Dynamics and Heat Transfer · Fluid Dynamics and Thin Films · Enhanced Oil Recovery Techniques

NTIS 과학기술표준분류

에너지/자원만에너지·환경·원자력 확장

가장 가까운 분류(물리학 > 유체·플라즈마물리 > 유체운동/수송론)가 에너지·환경·원자력 확장 범위 밖이다.

AI 연구 키워드·방법

branching channel network 모세관 유동 liquid front propagation

키워드 (OpenAlex)

branch junctions channel networks path selection diverging flow regime map pressure-driven flow channel geometry lab-on-a-chip

초록

We consider how a liquid front propagating through an initially dry channel network selects its path when encountering branch junctions. We employ both experimental observation and theoretical analysis to investigate the path selection dynamics depending on liquid properties, pressure-driven flow rate, and channel geometry. We identify three distinct front propagation types at the junction, namely, straight, diverging, and diverting flows, and construct their regime map with theoretical regime boundaries. These flow types at the junction determine the subsequent channel-filling patterns, which we also identify and categorize. Our results allow us to design small-scale channel networks to precisely deliver or distribute functional liquids, which can be applied to lab-on-a-chip systems, liquid sculpture, and porous flow control.

이 논문을 지원한 국가R&D 과제 (NTIS 성과)

연도과제부처사업수행기관NTIS 분류(1순위)
2023메타모핑 기계시스템 연구단과학기술정보통신부개인기초연구(과기정통부)서울대학범위 밖
20233차원 생체모사체 고속 생장을 위한 생체기계 다공성 시스템교육부이공학학술연구기반구축서울대학범위 밖
2024매크로스케일 구조체의 자기조직화 및 창발적 기능 구현 연구과학기술정보통신부STEAM연구서울대학범위 밖

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교수 1

김호영

연구주제 1

Fluid Dynamics and Heat Transfer

키워드 1

모세관 유동