压电微悬臂梁气体传感器静态弯曲模型的研究

压电微悬臂梁是一种灵敏度高、尺寸小的生化传感器.分子或原子在压电微悬臂梁功能化表面的吸附会引起悬臂梁的静态弯曲,通过静态变形可以得到微悬臂梁的表面应力.将表面应力引起的微悬臂梁中性层位置的变化引入建模过程,并与能量法相结合,建立了压电微悬臂梁在单分子层吸附稳定后的静态弯曲理论模型.结果发现在相同吸附表面积和吸附量条件下...     

静磁场对固液界面表面电荷性质的影响

考虑磁场对固液界面表面电荷性质的影响与微纳流体系统的流体阻力相关,本文采用原子力显微镜(AFM)研究了静磁场对去离子水黏度以及高硼硅玻璃-去离子水界面表面电荷性质的影响,并分析了静磁场对去离子水性质影响的机理。研究结果表明,将去离子水静置于磁场强度为0~0.6T的静磁场下30min时,去离子水的黏度随磁场强度的增加而减小,而高硼硅玻璃-磁化水界面的表面电荷密度随磁场强度的增加而增加;静磁场对去离子水性质影响的机理是磁场引起的去离子水内氢键以及氢氧键的断裂。研究结果同时表明,磁场可以有效地改变固液界面的表面电荷性质。本文的研究结果为利用磁场有效地控制微纳流体系统的流体阻力提供了可能。     

液冷通道分布优化设计的仿真和试验研究

以换热量最大为目标进行液冷通道分布优化设计,构建拓扑优化设计数学模型,采用霍尔姆兹偏微分方程形式的密度过滤避免拓扑形态出现棋盘格现象;同时,采用双曲正切投影方法以得到清晰的流体通道拓扑形态。对不同进出口布置的典型算例进行优化设计,设计结果与传统直通道比较,通过有限元数值模拟,以最高温度为评价指标,对比各进出口布置的拓扑优化通道与传统直通道的散热性能。仿真结果表明,拓扑优化通道比直通道的最高温度低,且采用垂直对角出入口布置散热性能最佳。进一步制作液冷板,通过试验验证了设计方法的有效性及数值模拟的准确性。