Microfluidic Chip Design based on MICP

Preview

Set chip and region dimensions to preview the layout.

Design region: —

The shaded window shows where Data bins will be generated later in the pipeline.

Geometry

Define the design window and chip footprint dimensions.

Region width (mm)

Region height (mm)

Chip width (mm)

Chip height (mm)

Buffer & boreholes

Choose the perimeter buffer band and place boreholes around the chip.

Buffer band

Buffer width (μm)

Enabled sides

Left Right Top Bottom

Borehole layout

Borehole diameter (μm)

#	X (mm)	Y (mm)

Connections

Route boreholes to buffer sides. Use the add button to grow the table.

#	Borehole index	Buffer side

MICP data

Binning

Bins above manufacturing limit

Width manufacturing limit (µm)

Bins below manufacturing limit

Enforce minimum volume fraction

Min volume fraction

Suggested data bins

Bin	Width (µm)	Range (µm)	Volume fraction

Design parameters

Target porosity

Reference depth (µm)

Permeability (mD, optional)

Bins

Algorithmus – detaillierte Annahmen, Gleichungen und Modi

Technische Referenz für Reservoir-/Geo-User: welche Annahmen gelten, welche Gleichungen verwendet werden, und wie die verschiedenen Modi den Run beeinflussen.

A) Grundannahmen (Model Assumptions)

Planare Porosität als Zielgröße: Matching erfolgt auf Flächenanteil im ROI (nicht auf 3D-Volumen).
Bin-Fraktionen bleiben input-getrieben: vol_frac wird nicht aus Geometrie rückgerechnet.
Referenzmodell und gefertigte Geometrie sind getrennt: Referenz steuert Zielverteilung, fabricated steuert realisierbare Kanalgeometrie.
Junctions beeinflussen Referenz-Volumengewichtung und Geometrieflächenbeitrag, aber nicht die Rückrechnung von vol_frac.

B) Eingaben und Normalisierung

target_planar_phi: akzeptiert Bruchzahl oder Prozentangabe (z. B. 0.32 oder 32%), wird intern auf [0,1] normalisiert.
vol_frac: numerisch auf Summe 1 normalisiert (falls notwendig), keine geometriebasierte Umverteilung.
Bin source mode:
- source = micp: MICP-Durchmesser + importierte Fraktion sind Primärdaten.
- source = manual: eingegebene Width/Depth/Fraktion sind Primärdaten.

C) Referenzmodell (für Target-Aufteilung)

Referenzgeometrie je Bin:

MICP-Bins: width_ref = micp_diameter, depth_ref aus Klassenmodell (small/medium/large).
Manual-Bins: width_ref = width_um, depth_ref = depth_um.

Referenz-Volumenproxy: reference_bin_volume = (width_ref × depth_ref) × junction_factor

Junction factor: junction_factor = 1 + reference_junction_weight × max(junction_diameter_scale - 1, 0)

D) Allocation Modes (Ziel-φ-Verteilung)

vol_frac_only:
- weight_i = vol_frac_i
volfrac_times_reference_volume:
- weight_i = vol_frac_i × reference_bin_volume_i

Bin-Target-Gleichung: target_phi_i = target_planar_phi × weight_i / Σ(weight)

E) Dynamic Reallocation + Feasible Floor

Dynamic Reallocation: nach jedem Bin wird verbleibendes Ziel-φ auf verbleibende Bins neu verteilt.
Feasible Floor: pro Bin wird ein minimal erreichbares φ bei Seed-Untergrenze berücksichtigt, damit keine physikalisch unmöglichen Tiny-Bin-Targets verlangt werden.
Wenn frühe Bins unvermeidbar über Ziel liegen, schützt Reallokation den Gesamtmatch.

F) Manufacturing Clamp (fabricated geometry)

Wenn width < manufacturing_limit: Breite wird auf Limit gesetzt.
Tiefe wird skaliert, um hydraulische Ähnlichkeit zu erhalten (Näherung): width · depth³ ≈ const.
Raw-Hints (_raw_width_um, _raw_depth_nm) bleiben für Reporting/Nachvollziehbarkeit erhalten.

G) Superpose-Geometrie und Auto-Tune

Pipeline je Bin: Voronoi-Ridges → line buffering (throats) → Junction-Disks → Clipping auf ROI.
Auto-Tune variiert Seedzahl (mit Floors/Quantisierung/Refinement), bis φ_achieved nahe φ_target liegt.
Fehlerkennzahlen pro Bin: Δφ = φ_achieved - φ_target, relative Abweichung Δφ / φ_target.

H) Wichtige Run-Modi/Parameter (User-relevant)

reference_allocation_mode: vol_frac_only vs volfrac_times_reference_volume.
reference_junction_weight: Stärke der Junction-/Body-Gewichtung im Referenzmodell.
dynamic_target_reallocation: Restziel-Verteilung während des Runs.
manufacturing_limit_um: Fertigungsbreiten-Limit für Clamp.
safe_merge_per_bin: optionaler Legacy-Import-Merge (nicht nötig für Standardausgabe).

I) Interpretation der Ergebnisse (für Engineering-Entscheidung)

Gesamt-Fit: TOTAL achieved φ vs TOTAL target φ.
Bin-Fit: pro Bin Δφ und relative Abweichung prüfen.
Clamp-Einfluss: wie viele Bins sind clamped und wie stark wurde Depth angepasst.
Junction-Einfluss: Beitrag aus +junctions-Fläche und gewählter Scale/Faktor.

Source generator run

Select a generator run once and reuse it for both the PDF reporter and the DXF exports.

Use generator run

Run the generator to populate reporter inputs.

Report generator

Configure the PDF reporter using reporter/micp_reporter_settings.json, then run it without leaving the workspace.

Metadata

Report title

Subtitle

Organization

Author

Sample & MICP metadata

These values populate the first table in the PDF report.

Sample name

Core plug ID

Lithology

Formation

Well

UWI/API

Field

Basin

Measured depth (MD, m)

True vertical depth (TVD, m)

Plug diameter (mm)

Plug height (mm)

Lab porosity (φ)

Permeability (mD)

MICP lab

MICP date

Operator

Instrument

Protocol

Contact angle θ (deg)

Surface tension γ (N/m)

Comments

Paths

Files resolve automatically from the selected generator run. Missing items are highlighted below.

Select a successful generator run to populate reporter files automatically.

Generate PDF

The reporter reuses the existing Python pipeline. Results appear in the log below, and the PDF is available once the run completes.

Open PDF after generation

DXF export source

Pick a generator run to convert its mask SVG and per-bin outputs.

Use generator run

Select a successful generator run to enable manufacturing exports.

svg2dxf configuration

Expose every svg2dxf_4.py user setting so exports match fabrication needs.

Units, scaling, and positioning

Units mode

Fixed mm per unit

Target width (mm)

Width takes priority when both dimensions are set.

Target height (mm)

Positioning

DXF header and geometry fidelity

DXF version

Write header units (INSUNITS/MM)

Flatten tolerance (mm)

Circle/arc tolerance

Radiuses within this delta are treated as circles.

Default layer

Layer routing rules

Routes SVG elements to DXF layers via regex matches on id/class.

Pattern	Layer

Metadata and overlays

Calibration frame width (mm)

Calibration frame height (mm)

Leave blank to skip the frame overlay.

Write visible metadata

Metadata text height (mm)

Auto-open DXF on Windows

Fabrication metadata

Key/value pairs are stored as DXF XDATA and mirrored in visible text when enabled.

Key	Value

DXF export

Export a single manufacturing pack following the width-limit rules.

Manufacturing pack

Uses the manufacturing width limit to split bins: sub-limit bins go to their own DXF/SVG, manufacturable bins are combined, and the mask DXF is included.

Source SVGs for the mask, viewer overlays, and per-bin previews are always bundled for QC.