固体力学学报
固體力學學報
고체역학학보
ACTA MECHANICA SOLIDA SINICA
2005年
4期
459-465
,共7页
微流体泵%液-固耦合%浅水波方程%有限元法
微流體泵%液-固耦閤%淺水波方程%有限元法
미류체빙%액-고우합%천수파방정%유한원법
对压电微流体泵粘性流体周期流动进行厚度积分平均近似,得到包含粘性的,非线性浅水波动方程,并采用有限元法得到微泵液体压强矩阵方程.液体压强矩阵方程和压电硅片振动有限元方程耦合,得到一个包含微泵进出口扩散管的液-固耦合系统振动方程.液-固耦合系统的模态分析结果表明,微泵液-固耦合系统的自然频率比不耦合的硅片振动自然频率低很多.随着微泵厚度的减少,液体附加质量和粘性阻尼对耦合系统自然频率的影响更加明显.同时发现,对应的压电片振型函数在液-固耦合前后没有明显变化.还给出硅片一阶模态的振幅-频率特征曲线.对薄型无阀压电微流体泵,浅水波模型合理地表达了微泵液体流动和压电硅片振动的相互作用,以及液体附加质量和粘性阻尼对微泵液-固耦合系统动力特征的影响.
對壓電微流體泵粘性流體週期流動進行厚度積分平均近似,得到包含粘性的,非線性淺水波動方程,併採用有限元法得到微泵液體壓彊矩陣方程.液體壓彊矩陣方程和壓電硅片振動有限元方程耦閤,得到一箇包含微泵進齣口擴散管的液-固耦閤繫統振動方程.液-固耦閤繫統的模態分析結果錶明,微泵液-固耦閤繫統的自然頻率比不耦閤的硅片振動自然頻率低很多.隨著微泵厚度的減少,液體附加質量和粘性阻尼對耦閤繫統自然頻率的影響更加明顯.同時髮現,對應的壓電片振型函數在液-固耦閤前後沒有明顯變化.還給齣硅片一階模態的振幅-頻率特徵麯線.對薄型無閥壓電微流體泵,淺水波模型閤理地錶達瞭微泵液體流動和壓電硅片振動的相互作用,以及液體附加質量和粘性阻尼對微泵液-固耦閤繫統動力特徵的影響.
대압전미류체빙점성류체주기류동진행후도적분평균근사,득도포함점성적,비선성천수파동방정,병채용유한원법득도미빙액체압강구진방정.액체압강구진방정화압전규편진동유한원방정우합,득도일개포함미빙진출구확산관적액-고우합계통진동방정.액-고우합계통적모태분석결과표명,미빙액-고우합계통적자연빈솔비불우합적규편진동자연빈솔저흔다.수착미빙후도적감소,액체부가질량화점성조니대우합계통자연빈솔적영향경가명현.동시발현,대응적압전편진형함수재액-고우합전후몰유명현변화.환급출규편일계모태적진폭-빈솔특정곡선.대박형무벌압전미류체빙,천수파모형합리지표체료미빙액체류동화압전규편진동적상호작용,이급액체부가질량화점성조니대미빙액-고우합계통동력특정적영향.
