无阀微泵工作机理的研究

介绍了无阀微泵的发展状况，阐述了其工作机理．对扩散口和喷嘴的工作进行了分析．对无阀微泵在流体流动时的能量损失、输入输出流量、一个周期的净流量以及影响微泵工作效率的因素进行了讨论．提出了优化结构设计的思想方法．     

平面无阀微泵的设计与制作

依据扩散口/喷嘴理论,设计了具有单向整流特性的无阀微泵.采用硅平面工艺、各向异性腐蚀、削角补偿和静电键合等微机械加工工艺技术,制作了平面尺寸为18 mm×13 mm的无阀微泵.经过测试,当扩散口/喷嘴长度为2.5μm、扩散口/喷嘴的窄口宽度为150μm、腐蚀深度为150μm时,微泵的最大泵压达14.8 kPa,最大流量为558μL/m in.     

基于无阀压电微泵控制的微流控液体变色眼镜

为了更好地利用变色镜保护人眼不受强光的伤害,提出了一种微流控液体变色眼镜。以透光性良好的高分子聚合物PDMS(polydimethylsiloxane)为材料,采用软刻蚀技术代替传统的机械加工,制作了具有微流道结构的镜片变色层。通过对封接面的表面改性处理实现了PDMS变色层和基底镜片(玻璃/光学树脂)之间的不可逆封接,构成了具有闭合微流道的液体变色镜片。设计并制作了一种无阀压电微泵控制器用以控制镜片微流道内有色液体的循环流动,实现镜片的变色功能。实验测试了微泵在不同驱动电压和驱动频率下变色眼镜的响应特性。测试结果表明:与传统的固体感光变色镜相比,无阀压电微泵控制的微流控液体变色眼镜具有较快的响应速度,较高的可控性和良好的可逆性。     

静电微泵的端点特性研究

针对现有静电微泵性能仿真存在耗时长、需要参数多的问题，建立一种简单、准确的用于描述微泵端点特性的模型。使用端点特性建模技术，由拉格朗日方程得出微泵的运动方程，并给出了静电微泵的端点特性模型和流量表达式；利用能量耦合法和ANSYS分析软件，由宏模型的动态响应方程仿真静电微泵腔的端点特性量关系式。对静电微泵进行动态特性仿真研究，分析结果表明只需泵膜半径、泵膜厚度、静电间隙等参数就能分析微泵腔的动态响应，减少了计算过程的复杂性。     

无阀微泵损失系数及整流效率

为了得到适于无阀微泵所处低雷诺数层流条件下的总压/压强损失理论,对扩张/收缩管组件各部分进行优化设计.由能量耗散和压强降低原理,建立无阀微泵的总压以及压强损失理论;利用有限元软件,建立扩张/收缩管组件的有限元模型,进行流场仿真分析;分析驱动压强,扩张角对扩张/收缩管组件总压/压强损失以及整流效率的影响.仿真结果显示:扩张/收缩管组件各部分总压损失均不可忽略;当无量纲压力pw大于6.4×104时,出口段的压强损失可以认为是0;总损失系数随扩张角以及驱动压强的增大而减小;当pw小于4.48×104时,扩张角越大微泵整流效率越高;而当pw大于19.2×104时,扩张角越小微泵整流效率越高.     

硅微陀螺的静电-结构耦合分析与模拟

硅微陀螺是一个涉及力、电和流体等多个能量域的复杂系统，设计过程中综合考虑这些能量域的耦合作用有利于预测和改善陀螺的系统性能。本采用半解析的方法分析了陀螺中的静电-结构耦合问题，引入机电转换单元模拟了偏置电压对驱动模态和敏感模态频率的影响。结果表明基于半解析的耦合分析方法能准确快速地求解微陀螺的静电-结构耦合问题。     

一种新型微泵的结构设计及其流体的有限元分析

提出一种双腔微泵结构设计方案，建立微泵膜片的有限元模型，应用有限元流固耦合分析对流体进行模拟，经过分析计算，得到微泵的输出流量，并模拟出流速和压力的变化情况，从而较为全面地认识微泵系统的流体特性．     

微泵膜片在静电驱动下的计算机模拟

对微泵膜片在静电力驱动下产生的形变和由此引起的微泵腔体体积的变化进行了计算机模拟分析,得出了膜片厚度,形状和静电驱动电压对微泵腔体体积变化的影响,以及膜片振动的固有频率与膜片厚度之间关系。研究结果为微泵结构的设计优化提供了依据。     

一种新型微流体主动混合器的仿真与分析

针对本文设计的一种新型压电驱动的微流体主动混合器进行建模和仿真,对压电驱动振子进行模态分析,得到其固有频率和振型;以水为流体,对混合器和其内部流体进行流固耦合分析,得到压电振子对混合器内流场的扰动状况;分别在未施加激励和施加激励的情况下,对不同温度的水进行混合仿真实验,得到混合器内不同位置的混合状况。通过比较和分析仿真实验结果,验证了混合器的工作性能。     

微泵的分类及其研究的最新进展

对近年来所研究的压电式、静电式、电磁式、气动式、电渗式、表面张力式、磁流体式和热气泡式微泵的设计方法、驱动原理和工作特点分别进行了系统的总结,介绍了国内外具有代表性的几种微泵的系统结构、部件尺寸、性能参数,进行了归纳和对比分析,总结了微泵的发展趋势,为今后微流体驱动方案的设计提供参考.     

Numerical simulation of a thermal-bubble actuated diffuser-nozzle valveless pump

A valveless micropump actuated by thermal bubbles which are generated by an electrode heater mounted with a pair of diffuser nozzles has been numerically studied by commercial CFD software FLUENT. The relationships between the net flow rate and the superheating and heat supplying frequency have been investigated. The depth of the diffuser-nozzle micropump is 200 μm, the diameter of the actuating chamber is 1 mm, and a pair of diffuser nozzles whose gap has been expanded from 30 μm to 274 μm with an open ang...     

两种模式粒子群算法功放预失真处理比较

针对记忆非线性功率放大器,采用基于粒子群优化算法的预失真处理方法,确定参数选取原则。以同步和异步两种模式粒子群算法进行预失真处理,结果显示,它们都可获得良的好线性化效果,异步模式虽可提高算法收敛速度,但比同步模式更易陷入局部最优。     

两类剪切屈服面的非饱和土BBM模型对比研究

针对使用椭圆形剪切屈服面的非饱和土BBM弹塑性模型计算抗剪强度偏低的问题,提出了非饱和土水滴形剪切屈服面函数,对原模型进行了改进,将水滴形屈服面扩展到非饱和土中,提出了非饱和土水滴形剪切屈服面函数,采用相关联的流动法则改进了BBM模型。通过对同一组试验的数值模拟,对比研究了改进模型的合理性以及与原模型的差别,结果表明,在控制吸力条件的三轴压缩状态下采用水滴形屈服面的改进BBM模型对非饱和土强度及变形的计算更为合理。     

Dynamics of different compound bursting in two phantom bursting mechanism models

The generic phantom bursting model proposed by Bertram et al.can evoke complex bursting oscillations in collaboration with two generic slow variables with different time scales.Two models with the phantom bursting mechanism are suggested,when these two generic slow variables are provided with some specific biological significances by combining slowly varying intracellular Ca2+concentration of the Chay-Keizer electrical bursting model with two different glycolytic oscillations,respectively.Also,complex dynamic behaviors of different compound bursting occurring in these two models are comprehensively surveyed by two fast/slow analyses for a moderately and a slower slow variable,respectively.     

岩石单轴压缩端部效应的数值实验研究

通过应用岩石破裂过程分析系统RFPA2D,模拟了不同刚度垫板下的岩石单轴压缩实验,对比刚性与柔性垫板,确认了端部效应的存在,通过不同刚度垫板下的岩石单轴压缩实验,分析了端部效应对试件的测试强度和破坏模式的影响。     

双层壳体水下振动和声辐射的仿真分析

潜艇的隐身性是现代军用潜艇一项至关重要的性能指标,但由于问题的复杂性,对潜艇结构的声学计算一直没能得到很好的解决．采用有限元结合边界元的计算技术,对敷有隔声去耦材料潜艇舱段模型的声学性能进行了计算．在现有的计算软件中,ANSYS软件处理多物理场的功能比较强,并且有专门的声学计算功能,但它计算量大,后处理功能弱;SYSNOISE软件是专门的声学计算软件,但没有建模功能．考虑到它们各自的特点,采用ANSYS软件计算结构的流固耦合振动,在此基础上采用SYSNOISE软件计算辐射声场．最后对计算结果进行了总结分析,发现模型辐射声场中的声压呈有规律的花瓣形分布,内外壳的振动响应随着频率的增加而出现较大区别．本文的算法和结论对本领域的理论研究和实艇敷设去耦瓦都具有一定的参考价值．     

两种径向多圈层土体平面应变模型的对比

针对土体径向非均质性的多弹簧串联的多圈层平面应变模型在严密性及精确度方面存在的不足的情况,提出基于复刚度传递的多圈层平面应变的严格数学力学模型.对多弹簧串联的多圈层平面应变模型和基于复刚度传递的多圈层平面应变模型进行严格的数学论证,论证表明,前者由于数学力学上不严密,无法退化到均质情况下平面应变精确解;而后者由于数学力学上的严密性,可以退化到均质情况下平面应变精确解.分别通过对多工况条件下土体动力响应（土体复刚度）的分析比较,指出前者在只计算低频阶段桩基动力响应的工况能够近似适用,而对需精确考虑阻尼的工况则不适用.     

高炉回旋区的机理分析及三维数值模拟

阐述了高炉回旋区运动及反应机理 ,建立了模拟回旋区的三维综合模型 ,模拟了回旋区内物理过程和化学过程 ,得到了焦炭颗粒的速度分布、回旋区内的温度分布和高炉风口燃烧带的温度及煤气成分变化 .冷态模拟结果与实验结果基本一致 ,预报的温度分布符合实际工况     

基于离散虚内键(DVIB)的岩石粘弹性模拟初探

为了将离散虚内键模型(DVIB)推广至粘弹性材料,在DVIB中引入粘性键并与原超弹性键并联来反映材料的粘弹性机理。应用该方法对岩石粘弹性力学行为模拟进行了初探。结果表明该方法能够再现岩石蠕变三阶段特征、弹性后效、强度率相关及蠕变断裂基本过程。进一步研究表明,粘性对动态裂纹扩展和分叉具有很大的影响,延缓了裂纹扩展,削弱了裂纹分叉行为,为岩石粘弹性力学行为的模拟提供了一种新的可行方法。