导读:本文包含了压电无阀薄膜微泵论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:微流控系统,压电无阀薄膜微泵,压电驱动器,耦合建模
压电无阀薄膜微泵论文文献综述
崔琦峰[1]（2009）在《压电无阀薄膜微泵多场耦合建模与仿真研究》一文中研究指出随着微加工技术的飞速发展，微型化、自动化、集成化、智能化、批量化微流控系统已成为各国学术界和工业界所瞩目并研究的一个热点，并公认将会给21世纪的生命科学、医学研究和化学分析带来一场革命。作为核心部件的驱动子系统，对微流控系统的输出性能有着决定性的影响。驱动子系统的高效高稳定性工作是微流控系统实现长期可靠应用的前提和基础。但是目前关于驱动子系统研究仍偏重于驱动机理设计和加工方法的讨论，而对于微尺度下基础理论的研究仍处在初步探索阶段。这给驱动子系统的分析和设计提出了极大的挑战，严重地限制了微流控系统的发展速度，并阻碍从实验模型向商业化产品的转化过程。本文以微流控系统中常用的驱动子系统—压电无阀薄膜微泵为研究对象，研究无阀薄膜微泵及相关组件（压电驱动器和微型收缩管/扩张管）的工作特性。压电无阀薄膜微泵服役机理十分复杂，基础理论研究还存在不少争议。影响无阀薄膜微泵基础理论发展的几个关键因素在于：①微型器件集成度的提高，导致服役过程中多学科、多过程和多变量强耦合效应增强，难于从单一学科推演出有效的分析方法和实用的设计准则；②实际的力学行为十分复杂，连续介质模型是否适用、建立何种模型、适用范围如何仍然需要进一步讨论；③微型器件特征尺寸的减小，增加了微观流体动力学现象仿真分析和实验观测的难度，建立合适的模拟技术是十分必要的。本文围绕多过程和多变量强耦合作用下压电无阀薄膜微泵系统设计研究所迫切需要解决的有关理论和技术问题，通过理论分析、有限元仿真和物理实验相结合的方法，对薄膜微泵强耦合建模理论（主要涉及电-固域内耦合以及流-固边界耦合等）展开了系统深入的研究，提出了压电无阀薄膜微泵及相关组件的跨物理域耦合模型和数字化行为仿真方法，并初步探索采用集成数字化仿真的UML设计平台实现微流控系统和压电无阀薄膜微泵快速设计的关键理论，上述研究为压电无阀薄膜微泵的设计和加工提供理论指导和设计参考。主要研究内容和创新点包括：1.改进了压电驱动器电-固耦合建模理论中的若干细节问题，使该理论在逐步改进中趋于实用化：①基于等效多层薄板模型假设和压电耦合理论，提出了适用于积层式圆形压电驱动器和单压电晶片驱动器的电-固耦合通用模型，将等效多层薄板模型的研究范围从宏观结构对称型压电驱动器的性能分析扩展到微观非对称型压电驱动器的状态预测；②为了简化非对称型压电驱动器的理论分析过程，基于电-固耦合通用模型相关假设以及能量变分原理，提出了单压电晶片驱动器电-固耦合变分模型，提高了现有耦合变分模型的预测精度。2.基于数值模拟实验和物理实验，分析了压电驱动器的耦合特性，提出了压电驱动器优化设计思路：利用数值模拟实验和物理实验分析了压电驱动器的静态特性和动态特性，论证了电-固耦合通用模型和电-固耦合变分模型的有效性以及适用范围，揭示了压电驱动器的结构参数对于器件横向弯曲的影响，证实压电驱动器存在最佳的尺寸参数使工作性能最优。3.综合考虑电场、机械场和微流场的耦合作用，提出了压电薄膜微泵电-固-流耦合变分模型：基于压电驱动器电-固耦合变分模型、流体雷诺输运定律和能量损失理论，提出了压电无阀薄膜微泵的电-固-液强耦合变分模型，推导出压电无阀薄膜微泵的谐振频率和输出特性方程；定性地研究泵腔结构变化对于无阀微泵输出特性的影响。上述耦合变分模型比现有的简化模型能够更加全面地反映薄膜微泵的工作特性，为薄膜微泵耦合建模理论的发展提供了新的思路。4.基于有限元数值模拟，分析了收缩管/扩张管的微扩散特性，并提出了压电无阀薄膜微泵耦合行为仿真分析方法：利用商业有限元软件ANSYS建立了微型收缩管/扩张管有限元模型，对管内微流场特性进行了深入的仿真分析，确定了结构参数和流态变化对于收缩管/扩张管扩散性能的影响；建立了压电无阀薄膜微泵的电-固-液耦合仿真模型，更加直观地、系统地揭示了结构参数对微泵输出性能的影响，为实现微泵性能的优化设计提高了有效的思路。上述有限元耦合仿真方法的建立弥补了压电无阀薄膜微泵仿真实验缺乏的现状。5.探索性地提出压电无阀薄膜微泵在药物传输中的应用思路，初步建立了融合行为仿真分析和UML的微流控系统/器件的设计策略和理论：比较完整地提出了压电无阀薄膜微泵在糖尿病患者药物治疗系统中的应用思路；为了表达设计思想并实现微流控系统快速设计，探索性地提出了基于有限元仿真分析及统一建模语言（UML）的微系统设计策略和建模方法；建立了微流控药物传输系统的静态、动态模型和需求模型，全面地反映系统器件/子系统间的拓扑关系、信息传递和系统功能；开发了压电无阀薄膜微泵设计软件，验证了上述设计理论的有效性。上述设计理论融合微流控元件的设计建模、耦合场分析和数值仿真于一体，对于建立微流控系统的实用性设计准则提供了重要理论支撑。(本文来源于《上海交通大学》期刊2009-05-01）
高晓光,杜立群,吕岩[2]（2008）在《PZT压电薄膜无阀微泵》一文中研究指出介绍了一种基于PZT压电薄膜的无阀压电微泵。该微泵利用自制的压电圆型薄膜片作为驱动部件、聚二甲基硅氧烷(PDMS)作为泵膜。本文在对微泵制备工艺研究的基础上,对其性能进行了数值和实验研究。建立了基于扩张管/收缩管理论的无阀微泵的有限元模型。利用MFX-AN-SYS/CFX技术实现了对微泵的双向流固耦合分析。对微泵的锥形角、最小宽度、扩散管长度、泵腔高度进行数值计算,得到了优化参数。数值计算的结果与实际测量的数据进行了比较,验证了仿真的正确性。(本文来源于《功能材料与器件学报》期刊2008年04期）
杜立群,高晓光,董维杰,吕岩[3]（2008）在《PZT压电薄膜无阀微泵的制备工艺及实验研究》一文中研究指出介绍了一种基于PZT薄膜的无阀压电微泵。该微泵利用聚二甲基硅氧烷(PDMS)作为泵膜,自制的压电圆型薄膜片作为驱动部件,采用收缩管/扩张管结构,压电圆型致动片和PDMS泵膜的组合可产生较大的泵腔体积改变。在对微泵制备工艺研究的基础上,对其性能进行了实验研究,结果表明:电压和频率对流速均有显着影响。在7.5 V1、80 Hz的正弦电压驱动下,该压电微泵的最大输出流速为2.05μL/min。该文制作的微泵具有流量稳定,驱动电压较低,性能稳定可靠和易控制等优点,可满足微流体系统的使用要求。(本文来源于《压电与声光》期刊2008年04期）
压电无阀薄膜微泵论文开题报告
（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：
介绍了一种基于PZT压电薄膜的无阀压电微泵。该微泵利用自制的压电圆型薄膜片作为驱动部件、聚二甲基硅氧烷(PDMS)作为泵膜。本文在对微泵制备工艺研究的基础上,对其性能进行了数值和实验研究。建立了基于扩张管/收缩管理论的无阀微泵的有限元模型。利用MFX-AN-SYS/CFX技术实现了对微泵的双向流固耦合分析。对微泵的锥形角、最小宽度、扩散管长度、泵腔高度进行数值计算,得到了优化参数。数值计算的结果与实际测量的数据进行了比较,验证了仿真的正确性。
（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。
压电无阀薄膜微泵论文参考文献
[1].崔琦峰.压电无阀薄膜微泵多场耦合建模与仿真研究[D].上海交通大学.2009
[2].高晓光,杜立群,吕岩.PZT压电薄膜无阀微泵[J].功能材料与器件学报.2008
[3].杜立群,高晓光,董维杰,吕岩.PZT压电薄膜无阀微泵的制备工艺及实验研究[J].压电与声光.2008