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Adjoint-consistent formulations of slip models for coupled electroosmotic flow systems

Vikram V. Garg, Serge Prudhomme, Kris G. van der Zee et Graham F. Carey

Article de revue (2014)

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Abstract

Background: Models based on the Helmholtz ‘slip’ approximation are often used for the simulation of electroosmotic flows. The objectives of this paper are to construct adjoint-consistent formulations of such models, and to develop adjoint-based numerical tools for adaptive mesh refinement and parameter sensitivity analysis.

Methods: We show that the direct formulation of the ‘slip’ model is adjoint inconsistent, and leads to an ill-posed adjoint problem. We propose a modified formulation of the coupled ‘slip’ model, which is shown to be well-posed, and therefore automatically adjoint-consistent.

Results: Numerical examples are presented to illustrate the computation and use of the adjoint solution in two-dimensional microfluidics problems.

Conclusions: An adjoint-consistent formulation for Helmholtz ‘slip’ models of electroosmotic flows has been proposed. This formulation provides adjoint solutions that can be reliably used for mesh refinement and sensitivity analysis.

Mots clés

Adjoint techniques; Electroosmosis; Microfluidics; Slip boundary conditions

Sujet(s): 2100 Génie mécanique > 2107 Modélisation, simulation et méthodes des éléments finis
2200 Mécanique des fluides > 2203 Modélisation et simulation
2950 Mathématiques appliquées > 2951 Mécanique des milieux continus
2950 Mathématiques appliquées > 2955 Analyse numérique
2950 Mathématiques appliquées > 2960 Modélisation mathématique
Département: Département de mathématiques et de génie industriel
Organismes subventionnaires: 2010 NWO Innovational Research Incentives Scheme (IRIS) Grant, CRSNG - Découverte
Numéro de subvention: 639.031.033
URL de PolyPublie: https://publications.polymtl.ca/4878/
Titre de la revue: Advanced Modeling and Simulation in Engineering Sciences (vol. 1, no 1)
Maison d'édition: Springer
DOI: 10.1186/s40323-014-0015-3
URL officielle: https://doi.org/10.1186/s40323-014-0015-3
Date du dépôt: 19 déc. 2022 13:58
Dernière modification: 28 sept. 2024 17:12
Citer en APA 7: Garg, V. V., Prudhomme, S., van der Zee, K. G., & Carey, G. F. (2014). Adjoint-consistent formulations of slip models for coupled electroosmotic flow systems. Advanced Modeling and Simulation in Engineering Sciences, 1(1), 15 (29 pages). https://doi.org/10.1186/s40323-014-0015-3

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