导读:本文包含了压电射流论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:合成射流,无阀压电微泵,压电振子,多物理场耦合模拟
压电射流论文文献综述
史嘉伟[1]（2019）在《合成射流无阀压电微泵的电—固—液耦合模拟及动力学建模》一文中研究指出本文主要研究内容是对合成射流无阀压电微泵进行动力学建模以及多物理场电-固-液耦合模拟。尽管无阀压电微泵的特征尺度在微米级别,微泵内部的流动与宏观流动的状态不太一样,但是由于介质是液体,一般在宏观运动中所用到的动量和能量的方程都可以应用在微观流体中。在微观的尺度下,整个无阀压电微泵的耦合特性增强,但对于耦合特性的研究还处于空白的状态,除此之外,由于动力学建模和实验研究的困难也给耦合研究带来很大的挑战。耦合模拟研究涉及到多物理场如电场、固体场以及流体场,多物理场耦合模拟可以更好的模拟实际工况下微泵的运行,但是现在对于合成射流无阀压电微泵的模拟分析还处于单一的流体场或者是固体场,其他的物理场并没有考虑进去,所以并没有能够准确的模拟合成射流无阀压电微泵的实际情况。本文通过对合成射流无阀压电微泵通过理论建模分析,利用全耦合的数值模拟和实验相结合的方法,对合成射流无法压电微泵进行多物理场电-固-液耦合模拟,研究如下几部分内容:对合成射流理论作了详细的介绍并对合成射流的形成条件作了详细的阐述,了解合成射流的形成条件并对其进行理论推导,得到形成合成射流的必要条件。了解合成射流无阀压电微泵中微观流体的运动,并介绍了描述微流体运动中的无量纲数,除此之外对压电效应和压电材料作了详细的介绍。对双层压电驱动器基于弹性薄板理论进行简化并对其进行动力学建模,并推导其振动位移方程。对压电振子进行电-固耦合模拟,得到其不同电压下的振动位移以及振子在半径方向的位移。对压电振子进行振动位移实验验证电-固耦合模拟的正确性,从模拟和实验的比较图中可以看出,电-固耦合模拟的结果与测量位移的结果基本的重合。对合成射流无阀压电微泵整体进行动力学建模得出泵内部的压力和界面速度以及固有频率。使用专业的耦合软件COMSOL Multiphysics对合成射流无阀压电微泵进行多物理场电-固-液耦合模拟,对合成射流无阀压电微泵进行了叁维结构下的耦合模拟分析,建立耦合模型,进行包括压电振子本身的电-固耦合分析以及振子与流体的固-液耦合分析的双向的耦合分析,全面的分析了耦合作用下的压电驱动器的服役特性以及流体流动的流动特性,压力驱动器的吸入阶段的最大位移处也是排出阶段的最大位移处,同时从流线图中可以看出合成射流的形成的过程,符合当时对于合成射流无阀压电微泵的设计理念。由模拟可知压电振子上的加载的电压和频率必须在某一个固定的范围内合成射流无阀压电微泵才能够大流量的出流,主要是因为合成射流出流主要的原因在于合成射流腔的尺寸是一定的,而涡对的形成与发展以及对于腔中的流体的卷吸需要一定的时间以及足够的流体,所以电压过大或者频率过低过高都不能够满足条件。对合成射流无阀压电微泵进行实验验证,实验结果表明,当频率不变时,低频率下,不管电压如何变化,微泵的出口流量都很小,当频率变高时,电压增大流量先增大后来保持不变。当电压保持不变时,频率出口流量随着频率的增大而增大,但超过100Hz后出口流量也会变得很小。这符合之前耦合模拟的结果。(本文来源于《江苏大学》期刊2019-06-01）
夏天[2]（2019）在《基于集总参数法的附壁射流无阀压电微泵建模》一文中研究指出附壁射流无阀压电微泵是一种新型的微动力元件,是微流控系统乃至微机电系统中重要的的驱动元件和执行元件。为了更好地对附壁射流无阀压电微泵进行设计和优化,预测其给定几何尺寸和特定工况下的动态性能,建立一个简洁方便、准确有效的计算模型十分必要。本文基于集总参数法的思想,首次对典型的附壁射流无阀压电微泵进行了整泵的建模,得到了该泵的等效电路模型,并加工了两台样泵进行了相应的外特性试验,研究结果表明该集总参数模型能有效地预测附壁射流无阀压电微泵的动态性能。本文的具体内容及结论如下:将一个典型的附壁射流无阀压电微泵划分为压电驱动部分和射流元件部分两大块,对这两大部分分别采用动力学建模和数值模拟拟合的方法构建计算模型,两大部分之间通过体积流量的传递联结起来。根据附壁射流无阀压电微泵的基本工作原理,利用电学和力学之间的类比,得到了附壁射流无阀压电微泵的等效电路模型。在等效电路模型中,电流和电压分别代表实际系统中的体积流量和压差,电阻、电容和电感分别用来表示能量耗散、势能变化和动能变化,理想变压器则说明能量从电学域向流体域的转换情况。利用该等效电路,采用电路理论计算得到整个系统的频响函数(?),即出口体积流量和输入电压之间的关系。根据弹性薄板小挠度理论,对双层复合结构的压电振子作Kirchhoff基本假设,推导出压电振子的振动位移方程。通过求解振动方程得到位移分布,进而得到有效压电常数d_a和换能系数φ。利用类比动量方程的计算方式,最终得到压电振子振动膜片的等效集总参数。针对不同扩散管开角(q分别为15°、30°、45°、60°、75°)和不同喉部宽度(d分别为100μm、150μm、200μm、250μm、300μm)的附壁射流元件在不同Reynolds数(400、600、800)下进行数值模拟计算。模拟结果表明,体积流量随Reynolds数的增加而增加,随着扩散管开角和喉部宽度的增加先增加后减小,其中存在一个最佳扩散管开角和最佳喉部宽度。经MATLAB叁维拟合分别得到了附壁射流元件在泵出过程和吸入过程中进口段和出口段的等效总体阻抗拟合曲面。在硅基上采用湿法刻蚀加工了扩散管开角分别为30°和45°的两台附壁射流无阀压电微泵样泵,并搭建了外特性试验台进行相应的试验研究。试验结果表明:在压电振子可承受的强度范围内,微泵的体积流量随电压幅值的增加而增加;工作频率是影响微泵性能的关键因素,微泵的体积流量随着频率增加先增加后减小,中间存在一个最佳工作频率为75Hz;扩散角为45°的试验样泵,其体积流量要高出30°的试验样泵,在最佳工作频率时增幅接近40%。将集总参数模型中的各参数代入等效电路模型中,用MATLAB Simulink进行模拟计算,得到各个工作频率下的体积流量估计值。结果表明,模型计算值和试验测量值两条曲线具有一致的变化趋势,模型计算值总体上要大于试验测量值。(本文来源于《江苏大学》期刊2019-06-01）
卞荣群[3]（2019）在《双腔串联附壁射流无阀压电微泵的数值模拟与试验研究》一文中研究指出微泵在微流体系统中扮演着至关重要的角色,其性能的高低往往能够直接决定微流体系统整体的表现。微泵在药物检测、生物医学、芯片试验室系统以及微电子芯片冷却系统中具有广泛的应用。在各种新开发出的微泵中,基于逆压电效应的无阀压电微泵以其结构尺寸小、能耗低、没有阀片的磨损和疲劳等优点逐渐成为研究的热点。本文在附壁射流无阀压电微泵的基础上提出了一种结构紧凑、性能更优的双腔串联附壁射流无阀压电微泵,这种串联微泵将两个附壁射流元件集成在一起,通过两个泵腔的协同工作可以实现80%的工作周期都能够排出流体。以下是本文的主要研究内容和结果:1.基于康达效应提出了新型的双腔串联附壁射流无阀压电微泵,并且阐述了该泵的理论基础和工作原理,在压电振子采用Bu模型的条件下,推导出了串联微泵的容积效率以及特征雷诺数计算公式。选取硅基材料加工样泵进行外特性试验,介绍了样泵加工中的主要工艺方法,包括掩膜板的加工、硅基的光刻与刻蚀以及玻璃板和硅片的键合等。2.通过试验研究了叁种不同结构尺寸的附壁射流无阀压电微泵(P1、P2和P3)在驱动电压为75vpp~250vpp,激励频率为25Hz~250Hz下的性能曲线。试验结果发现,无论是单腔附壁射流无阀压电微泵还是异相工作的双腔串联附壁射流无阀压电微泵在激励频率不变的情况下其净流量均随着电压的增大而增大。当驱动电压一定时,单双腔附壁射流无阀压电微泵的净流量在整体上又随着频率的增大呈现出先增后降的趋势。当驱动电压为200vpp时,单、双腔附壁射流无阀压电微泵对应的最优驱动频率分别为60Hz和50Hz,此时的净流量分别为0.735ml/min和1.062ml/min。双腔串联附壁射流无阀压电微泵在异相工作(两振子驱动相位差为180°)时的性能要明显高于同相工作(两振子驱动相位差为0°)时的性能,并且当两腔同相工作时微泵会在特定的驱动条件下出现倒吸现象。当增大双腔串联附壁射流无阀压电微泵的附壁射流角度θ时,其净流量会明显增大,但是最佳激励频率也会增加,P2(θ=30°)和P3(θ=45°)在200vpp的异相驱动电压下面达到最大净流量时的激励频率分别为50Hz和75Hz。3.利用SST湍流模型以及速度边界条件对双腔串联附壁射流无阀压电微泵的性能进行仿真模拟。比较了双腔串联附壁射流无阀压电微泵的两个振子在不同驱动相位差下面的流量特性,结果表明两振子在180°相位差下工作时微泵的净流量最大,当雷诺数Re=500,频率f=50Hz时,异相工作的净流量为0.955ml/min,接近同相工作时的叁倍。在相同的速度边界条件下,双腔串联附壁射流无阀压电微泵(两振子异步工作)的净流量要高于单腔附壁射流无阀压电微泵,但双腔串联微泵的容积效率要低于单腔。在背压表现方面,双腔串联附壁射流无阀压电微泵的优势明显。从数值模拟结果中可以看出双腔串联附壁射流无阀压电微泵在高雷诺数,低频率的工况下性能更优。(本文来源于《江苏大学》期刊2019-06-01）
张铁民,李晟华,梁莉,梅园[4]（2019）在《基于FLUENT的压电式无针注射器喷嘴射流分析》一文中研究指出为研究压电式无针注射器的喷嘴结构对其射流形态、平均喷射速度和平均湍流强度的影响,首先,基于粘性不可压缩流体纳维-斯托克斯方程,利用计算流体动力学软件Fluent的Realizable k-ε湍流模型和流场体积函数多相流模型,对四种结构的喷嘴高压自由射流进行数值模拟,结果显示,锥柱形结构的喷嘴能得到可控性较好的对称射流;其次,利用正交试验法对锥柱形结构喷嘴的锥形收缩角和中部圆柱长度进行设计仿真分析,以得到上述结构参数及其交互作用对喷嘴的平均喷射速度和平均湍流强度的影响;最后,利用SPSS软件对仿真结果进行分析。结果表明,中部圆柱长度对喷嘴的平均喷射速度和平均湍流强度具有显着影响,锥形收缩角对前者无显着影响,而对后者具有显着影响,中部圆柱长度和锥形收缩角的交互作用对前者和后者均无显着影响。综合考虑,当锥形收缩角为30°、中部圆柱长度为0.2mm时,锥柱形喷嘴可得到最佳射流特性,此时出口平均速度可达6.56m/s,湍流强度均值为1.04%。该研究可为压电式无针注射器的喷嘴设计提供参考。(本文来源于《振动.测试与诊断》期刊2019年02期）
王诗君,王红美,王洪涛,郝明巨,石磊[5]（2018）在《基于压电陶瓷变压器与冷等离子体射流的痤疮治疗装置设计》一文中研究指出痤疮是常见的好发于青春期的毛囊皮脂腺慢性炎症性皮肤病,易诊而难治。提出了一种轻便而代价低的冷等离子体源设计方案,制作了一套人机友好的医用装置,可在大气压下电极间隙外的开放空间中产生稳定的冷等离子体,达到可快速杀灭痤疮内的痤疮丙酸杆菌的设计目标。研制了基于压电陶瓷变压器的微型化高频高压电源和等离子体发生器,采用惰性气流以及在窄小电极间隙上施加强电场的方法,使产生的等离子体从气孔中喷出并在非电极间隙的开放空间产生冷等离子体射流。以这种类似于气流形式的新型气体放电源处理痤疮丙酸杆菌。通过多组、不同方式的实验室样本以及志愿者人体实验对照验证,所设计的冷等离子体射流装置对痤疮杆菌具有明确的治疗效果。(本文来源于《科技与创新》期刊2018年22期）
付贤鹏[6]（2018）在《基于康达效应的射流冲击式压电俘能机理与实验研究》一文中研究指出气动技术因具有输出推力大、结构简单、清洁无污染等优点,在工业生产中有着广泛的应用。随着工业集成化的战略需求日益深入,通常需要引入大量传感器对其各功能部件进行监测,以保证气动系统持续、可靠的协同工作,这使得传感器的持续供能问题成为了亟待解决的关键技术。本文基于康达效应放大气动系统排出的小流量压缩气体的流量,设计射流冲击式压电俘能器,实现气动系统能量到电能的转换,提高其能量转换效率,具体研究内容如下:首先,结合康达效应的理论模型,分析了康达效应产生的机理及流体流态对康达效应的影响规律。然后,建立了悬臂梁式压电俘能器能量转化的理论模型,分析了压电俘能器的俘能机理,理论研究了悬臂梁压电振子在冲击载荷作用下的应力及应变分布。最后,结合压电理论,分析了压电俘能器的电输出特性。利用FLUENT仿真分析软件仿真分析了空气放大器内部以及射流口处的流场分布,确定了空气放大器的结构与尺寸。利用COMSOL仿真分析软件仿真分析了冲击载荷作用下压电振子表面的应力、应变分布以及电势分布,研究了不同尺寸压电振子在多种均布载荷作用下的电压输出规律。研究结果表明当压电振子的长度和力载荷增加时,压电振子的输出电压逐渐增大。设计并研制了圆形扰流板结构与翼型扰流板结构两种射流冲击式压电俘能器实验样机。其中,通过在悬臂梁压电振子的自由端增加了圆形扰流板,增大气流冲击载荷作用下悬臂梁压电振子的形变量,提高压电振子的能量转化效率。对于射流冲击式翼型扰流板压电俘能器,通过建立翼型扰流板上下表面压力分布的数学模型,理论研究气流参数对翼型扰流板颤振状态的影响规律。搭建了压电俘能器样机实验测试系统,开展了样机输出特性实验研究。实验结果表明:随着气体流量的增大,压电俘能器输出开路电压呈现上升趋势;而随着气体压力的增大,压电俘能器输出开路电压呈下降趋势。具体为:圆形扰流板压电俘能器输出开路电压的最大值为25.07 V,输出最大瞬时功率可以达到19.89μW。翼型扰流板压电俘能器输出开路电压的最大值为23.33 V,输出最大瞬时功率可以达到13.06μW。(本文来源于《长春工业大学》期刊2018-06-01）
林楠[7]（2018）在《阻块式附壁射流无阀压电微泵的瞬态性能研究》一文中研究指出压电泵作为微电子机械系统中最常用的核心驱动元件和执行元件,在微量化学分析,高精密喷墨打印,芯片冷却等领域均有广阔的应用前景。传统的扩散收缩管无阀压电微泵虽然避免了有阀结构的先天性缺陷,但也存在输出效率低不能连续出流的缺点,因此研发基于其他工作原理的新型微泵成为近年来研究热点之一。本文提出了一种基于附壁射流理论的阻块式无阀压电微泵,该泵不仅结构简单,有利于微型化和加工,而且可实现大流量出流的目标,容积效率可高到50%以上。本文的主要研究内容和结论如下:1.基于附壁射流理论,首次利用半圆柱与叁棱柱构成的阻块诱导射流附壁,从而提出一种可高效大流量出流的无阀压电微泵。在驱动频率(f)25Hz~125Hz和电压幅值(V)50vpp~300vpp范围内,对不同泵腔大小(Rc),长宽比(L_1/d)以及扩散角(θ)下的微泵性能进行试验研究。结果表明:当频率不变时,净流量随着电压幅值的增加而增加;当V=200vpp时,微泵净流量随着频率的增加先增加后减小,但不同泵腔大小下净流量最优值对应的频率不同;在长宽比4~8,扩散角30°~45°范围内,当f=50Hz,V=300vpp,阻块式附壁射流无阀压电泵的净流量高达4.84ml/min,出口背压最大为1.75kpa。2.通过大量的数值模拟,探究了驱动参数(雷诺数300~1000,驱动频率5Hz~400Hz)和结构参数(阻块半径,劈结构,扩散角,长宽比,进出口流道宽度比)对微泵性能的影响。与试验结果相比,数值模拟结果误差不超过15.5%,具有较高的可靠性。模拟结果表明:微泵效率随着阻块半径的增大先增大后减小,阻块半径为0.2mm时微泵性能较优;当进出口流道之间通过尖劈或者圆劈连接时微泵效率均低于无劈结构下的微泵效率;在扩散角15°~75°范围内,微泵效率随着扩散角的增大而增大;随着长宽比和进出口流道宽度比的增加,微泵效率均先上升后下降,在这两个变量区间内存在高效区。此外,在θ=30°,b_1/b_2=1且L_1/d为3~9的条件下,研究发现当雷诺数不变时,不同长宽比下的微泵效率均随着频率的增大先增大后下降,且雷诺数分别为300,600,1000时,对应的最优频率依次在50Hz,150Hz,250Hz左右;通过内流场速度矢量图,流线图以及涡量图的分析,发现射流附壁后产生的漩涡在排出和吸入过程的不同作用对微泵性能起到关键作用。3.在上述最优激励参数条件下,通过响应面法(response surface methodology,RSM)对长宽比与进出口流道宽度比两因素进行详细分析。结果发现随着雷诺数的变大,两因素的最优选择范围逐渐减小,但微泵整体性能不断提高。当Re=1000,f=250Hz时,最优L_1/d与b_1/b_2分别为8.742和0.758,此时效率高达94.93%。(本文来源于《江苏大学》期刊2018-06-01）
郭志伟[8]（2018）在《压电合成射流散热器的传热特性研究》一文中研究指出现今,高性能芯片在微型化和集成化的前进道路上,耗能和散热是其发展的严重阻碍,高效制冷系统和高要求热控制技术的研究已是当务之急。合成射流技术是有低能耗、无转动部件、无需额外气源和高散热效率等优点的一种新型射流技术,在电子器件的强化传热和冷却方面展现出了良好的应用潜力及广阔的应用前景,是研究的热点。而合成射流与散热器两者相结合的冷却技术具有显着而有效的流动特性和散热性能,但目前分析研究较少,没有形成系统性的成果和结论。因此本文基于理论、数值模拟和实验的方法,对合成射流散热器进行深入探索。主要研究内容如下:(1)基于压电振子和合成射流的相关理论,建立了压电合成射流激励器机电热耦合系统分析和设计的方法。通过ANSYS软件对选定材料的压电振子模型的仿真计算,得到了压电振子在正弦电信号下的振动位移函数。利用FLUENT的动网格技术对合成射流的动边界模型实施了网格无关性及出口中心流线速度理论公式的验证。分析了影响合成射流速度场的激励器结构参数,确定了优选结构尺寸,并依此制作了压电合成射流激励器实物。(2)通过叁种合成射流模拟方法的对比分析,提出了加快计算速度的修正型出口速度模型,构建了合成射流散热仿真模型,系统开展了合成射流直接散热和散热器组合散热的传热特性研究。模拟分析了激励器不同出口孔数和孔间距的出口条件对合成射流直接散热的影响效果,并通过搭建的实验测试系统对比验证了不同条件下合成射流的散热效果。设计了圆柱L型和阶梯型等五种不同结构的散热器,对比分析了在不同出口条件下的传热特性,确定了优选合成射流散热器方案。(3)以散热热阻和散热器重量为双目标,结合评价综合性能的权重评分方法,开展了合成射流散热器结构参数的正交试验优化设计,得到了性能优越的圆柱O型和矩形开缝型合成射流散热器结构。在此基础上,通过实验与仿真的对比分析,验证了两种优化结构的散热性能。(本文来源于《西安电子科技大学》期刊2018-05-01）
李如意[9]（2018）在《仿生枪虾式压电射流泵的设计及实验研究》一文中研究指出针对枪虾大鳌的运动形态,本文结合压电迭堆与柔性铰链的优点,提出一种新型基于压电驱动的仿枪虾式单口射流泵。该射流泵具有结构简单、工作稳定、噪音小等优点。通过较为系统的设计、优化及实验研究,实现了流体的喷射及水下微小机构的推进。本文的研究内容主要包括以下几个方面:首先对国内外传统的压电泵进行分析,并结合课题组以往压电泵的研究,对枪虾大鳌运动机理进行分析,基于压电驱动与柔性铰链的相关理论,设计了一种以压电迭堆为驱动源,以柔性铰链作为回转中心的单口射流泵。首先,借鉴枪虾大鳌移动端的形态对单口射流泵进行相关结构设计,利用Workbench仿真分析软件对柔性铰链杠杆放大机构进行静力学仿真分析,结果表明:在对压电迭堆输入电信号以后,压电陶瓷的工作机制使压电迭堆沿着其极化方向进行伸长。由于压电迭堆的输出为位移,因此采用由位移反推计算力,找出在柔性铰链截面尺寸t=1.5mm时符合结构设计需要,柔性铰链距离固定底端为l=10mm时的位置符合结构设计需要,并且随着压电迭堆输入电压的增加,输出端位移也随之增加。对柔性铰链位移放大机构进行模态分析,获取前六阶振型,对比观察可知,二阶振型符合使用目的,适合作为射流泵的驱动振型。对枪虾大鳌部分进行运动过程分析,参考其结构,模拟其运行过程,设计射流泵实验样机,对射流泵的流体喷射推力进行理论推导,分析泵腔内压力分布并建立动力学模型。利用COMSOL仿真软件对泵体建立的二维仿真模型,并利用流固耦合模块对模型进行流固耦合仿真分析。分别对振动膜片厚度、泵腔高度、泵腔直径、输入电压、输入频率进行多组数据的模拟仿真分析。得出膜片厚度为0.1mm,泵腔高度为0.8mm,泵腔直径为16mm,输入的位移为d(28)0.1mm,输入频率为60Hz时仿真结果最优。并通过模拟仿真分析出各个参数对射流泵出口流速的影响趋势。结合仿真结果,为了验证模拟枪虾大鳌的运动机制来构造新型单口射流泵的可行性,搭建试验测试系统平台,对射流泵样机进行试验研究。通过测量石蜡小球在水中移动距离来评估射流泵的工作性能。首先对射流泵进行基本的性能测试,确定基本参数,改变电压试验,得出石蜡小球移动的距离随着电压的增大而增大;在最大电压100V时,移动距离最远,可达46.2mm;同样改变输入信号的频率,当频率为60Hz时,石蜡小球的移动距离最远。随后对泵体的结构参数进行试验性优化,分析泵腔高度对输出性能的影响,从绘制的实验结果曲线看出,随着泵腔高度的增加,石蜡小球移动的距离先增加后减小,在0.8mm时石蜡移动距离最远;对泵腔直径进行分析时,根据绘制的实验曲线,可以判断出,石蜡小球移动距离随着泵腔直径的增加而逐渐增大;而在改变膜片厚度的试验中,发现石蜡小球的移动距离与膜片厚度成反比例关系,并且当膜片厚度增大到一定程度时,已经无法引起泵腔的振动。上述的实验研究初步验证了基于压电迭堆驱动,结合柔性铰链放大机构,实现仿生枪虾式单口射流泵具有一定的可行性。(本文来源于《吉林大学》期刊2018-05-01）
徐梁[10]（2017）在《压电式合成射流微泵内瞬变流动研究》一文中研究指出随着信息时代的到来,集成化、微型化成为了众多行业和领域的发展趋势。压电泵作为微流体系统中的关键驱动部件一直备受关注,依靠本领域研究人员的努力以及微机电系统的迅速发展,目前正日趋成熟。但压电泵依然存在着一些严重的不足,如有阀压电泵本身阀结构的存在很大程度上就限制了其应用,而传统无阀压电泵无法连续出流且流量较低。为此,本文提出了一种压电驱动型合成射流微泵,兼具结构简单易于微型化集成化、大流量低脉动连续输出的优点。为了对这种新型微泵进行深入研究,主要进行了以下几方面的研究工作:1)对微流体系统中关键驱动部件微泵进行了分类和总结,归纳了各自的工作原理及优缺点,结论是基于合成射流的无阀微泵具有其特殊优势,但目前研究较少,且集中于气体介质下的外特性研究。2)提出了一种用于输送液体的新型微泵,描述了其运行原理。对驱动部件压电振子进行了理论分析,并使用参数化设计语言对选用的压电振子进行了仿真。结果表明振子中心处位移最大,沿半径方向呈近似抛物线型;其余因素相同情况下激励电压越大,振子位移越大。3)利用数值模拟的方法来仿真微泵的运行。使用SST湍流模型进行计算并与其他研究者的实验数据进行对比发现是可靠的。选定合理的模拟设置并进行了计算,发现这种微泵的运行情况与合成射流理论相符合,内流场符合合成射流特征,且能够大流量连续出流,这进一步验证了数值模拟方法的可靠性。接着探究了各项关键参数对微泵外特性的影响,并利用对内流场的详细分析得出了其中的影响机理。分析仿真结果发现喷管长度对微泵外特性影响很小;在合成射流腔出口宽度设置为15Da,雷诺数为1000时,长度设置为30Da时流量最大为5.954ml/min;当长度为40Da,雷诺数为500和1000时,出口宽度设置为15Da流量最大,而当雷诺数大于1000后,出口为8Da时流量最大;雷诺数为500时流量随频率的上升而下降,其余雷诺数下,流量都呈先上升后下降的趋势。4)利用合成射流腔足够大的激励器进行流场预测。结果表明,Re为1000,频率为100Hz时,射流能量在距中心点60Da附近耗散完毕,所以合成射流腔的长度应该小于此长度。各时刻的速度于50Da距离上趋于一致,说明长度设置为50Da能够保证出流的稳定。对距中心点不同距离的点沿径向作一周期内的速度统计,将出口宽度设置为等于速度归零点,这样能保证一个周期内都不出现倒吸从而达到良好的性能。对这种方法进行了验证,仿真结果表明这种方法具有可参考性。(本文来源于《江苏大学》期刊2017-06-01）
压电射流论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
附壁射流无阀压电微泵是一种新型的微动力元件,是微流控系统乃至微机电系统中重要的的驱动元件和执行元件。为了更好地对附壁射流无阀压电微泵进行设计和优化,预测其给定几何尺寸和特定工况下的动态性能,建立一个简洁方便、准确有效的计算模型十分必要。本文基于集总参数法的思想,首次对典型的附壁射流无阀压电微泵进行了整泵的建模,得到了该泵的等效电路模型,并加工了两台样泵进行了相应的外特性试验,研究结果表明该集总参数模型能有效地预测附壁射流无阀压电微泵的动态性能。本文的具体内容及结论如下:将一个典型的附壁射流无阀压电微泵划分为压电驱动部分和射流元件部分两大块,对这两大部分分别采用动力学建模和数值模拟拟合的方法构建计算模型,两大部分之间通过体积流量的传递联结起来。根据附壁射流无阀压电微泵的基本工作原理,利用电学和力学之间的类比,得到了附壁射流无阀压电微泵的等效电路模型。在等效电路模型中,电流和电压分别代表实际系统中的体积流量和压差,电阻、电容和电感分别用来表示能量耗散、势能变化和动能变化,理想变压器则说明能量从电学域向流体域的转换情况。利用该等效电路,采用电路理论计算得到整个系统的频响函数(?),即出口体积流量和输入电压之间的关系。根据弹性薄板小挠度理论,对双层复合结构的压电振子作Kirchhoff基本假设,推导出压电振子的振动位移方程。通过求解振动方程得到位移分布,进而得到有效压电常数d_a和换能系数φ。利用类比动量方程的计算方式,最终得到压电振子振动膜片的等效集总参数。针对不同扩散管开角(q分别为15°、30°、45°、60°、75°)和不同喉部宽度(d分别为100μm、150μm、200μm、250μm、300μm)的附壁射流元件在不同Reynolds数(400、600、800)下进行数值模拟计算。模拟结果表明,体积流量随Reynolds数的增加而增加,随着扩散管开角和喉部宽度的增加先增加后减小,其中存在一个最佳扩散管开角和最佳喉部宽度。经MATLAB叁维拟合分别得到了附壁射流元件在泵出过程和吸入过程中进口段和出口段的等效总体阻抗拟合曲面。在硅基上采用湿法刻蚀加工了扩散管开角分别为30°和45°的两台附壁射流无阀压电微泵样泵,并搭建了外特性试验台进行相应的试验研究。试验结果表明:在压电振子可承受的强度范围内,微泵的体积流量随电压幅值的增加而增加;工作频率是影响微泵性能的关键因素,微泵的体积流量随着频率增加先增加后减小,中间存在一个最佳工作频率为75Hz;扩散角为45°的试验样泵,其体积流量要高出30°的试验样泵,在最佳工作频率时增幅接近40%。将集总参数模型中的各参数代入等效电路模型中,用MATLAB Simulink进行模拟计算,得到各个工作频率下的体积流量估计值。结果表明,模型计算值和试验测量值两条曲线具有一致的变化趋势,模型计算值总体上要大于试验测量值。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
压电射流论文参考文献
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