【摘 要】
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无阀压电微泵内部的数值计算涉及到流场、结构、压电等多物理场耦合的复杂问题.本文采用CFD-ACE+对微泵内部多物理场(流体-结构-压电)进行了数值计算.应用结构性网格离散化微
【机 构】
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辽宁省微纳米技术及系统重点实验室,大连理工大学,大连,116024西北工业大学,西安,710072
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无阀压电微泵内部的数值计算涉及到流场、结构、压电等多物理场耦合的复杂问题.本文采用CFD-ACE+对微泵内部多物理场(流体-结构-压电)进行了数值计算.应用结构性网格离散化微泵的物理模型,选择变形网格解决压电薄膜在正弦交变电压激励下的变形问题.利用Fortran90语言建立动态链接库,通过CFD-ACE+的对外开放接口调用用户自定义编程得到的动态链接库,得到微泵出口处的流量输出.网格优化结果表明,CFD-GEOM对圆形压电振子的网格优化结果,无法满足正交性要求,给数值计算引入较大误差;而矩形压电振子可以很好地满足网格生成的几何品质.数值计算结果表明,在电压为30V,频率为20Hz的正弦电压激励下,压电振子最大位移可达到2.5μm,扩张管的最大流量可达到95.9μL/s,收缩管的最大流量可达到61.7μL/s,流量输出曲线与无阀微泵的整流特性吻合,解决了无阀压电微泵的三维动态数值计算问题。
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