Technische Universität Ilmenau

Theoretical Fundamentals of Microfluidics - Modultafeln of TU Ilmenau

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subject properties subject number 6010 - common information
subject number6010
departmentDepartment of Mathematics and Natural Sciences
ID of group2421 (Group for Theoretical Physics I)
subject leaderProf. Dr. Erich Runge
languageDeutsch, auf Nachfrage Englisch
term Wintersemester
previous knowledge and experienceMathematische Fähigkeiten und Kenntnisse in Chemie und Physik, wie sie in einem naturwissenschaftlichen oder naturwissenschaftlich geprägten ingenieurstechnischem Bachelorstudium vermittelt werden.
learning outcomeDie Studenten sollen die Kontinuumsbeschreibung von Strömungen sowie deren Besonderheiten und Grenzen bei der Anwendung auf Mikro- und Nanoskalen beherrschen. Sie sollen bei gegebenen Systemgeometrien und Antriebskräften die relevanten Gleichungen für den Massen- und Wärmetransport unter Berücksichtigung geeigneter Randbedingungen aufstellen können. Anhand von Skalen- und Dimensionsanalysen dieser Gleichungen sollen sie bewerten können, welche Einflussgrößen und damit verbundene Abläufe für einen mikrofluidischen Prozessor relevant sind.
content

  • Theoretische Behandlung von Kräften und ihre Skalenabhängigkeit im Mikro- und Nanometerbereich (kapillare, viskose, elektrodynamische und molekulare Kräfte);
  • Grundlagen der Hydrodynamik:

 

         - Massenerhaltung (Kontinuitätsgleichung),

         - Impulsbilanz (Euler- und Navier-Stokes Gleichungen),

         - Energiebilanz (1. Hauptsatz der Thermodynamik);

         - Scher-, Druck- und elektrokinetisch getriebene Mikroströmungen;

         - Elektroosmose und -phorese;

  • Diffusions-, Mischungs- und Phasenseparationsprozesse in Mikrofluiden.

 

 

 

media of instructionTafel, Folien, Beamer Präsentation, Handouts
literature / references

Lehrbücher zur Hydrodynamik

(z.B. E. Guyon, J.-P. Hulin, L. Petit: Hydrodynamik, F. White: Fluid Mechanics)

für Grundlagen und für Applikationen im Bereich der Mikrofluidik:

G.E. Karniadakis, A. Beskok: Micro Flows; Springer, Berlin 2002;

P. Tabeling: Introduction to Microfluidics. Oxford University Press 2006

evaluation of teaching

Pflichtevaluation:

Freiwillige Evaluation:

Hospitation:

Details in major Master Micro- and Nanotechnologies 2008
ATTENTION: not offered anymore
subject nameTheoretical Fundamentals of Microfluidics
examination number2400127
credit points4
on-campus program (h)34
self-study (h)86
Obligationobligatory
examnone
details of the certificate
Signup details for alternative examinations

Pflichtevaluation:

Freiwillige Evaluation:

Hospitation:

maximum number of participants