基于Fluent的高压除鳞喷嘴湍流仿真模型

运用高压喷嘴射流特性的数学模型,建立了基于Fluent平台的高压水除鳞系统高压喷嘴射流的仿真模型,通过高压喷嘴的射流特性的分析,提出了喷嘴制造方面的建议。

一种无阀压电微泵的研究

介绍了一种适用于微流体系统的无阀微泵。该微泵利用聚二甲基硅氧烷(PDMS)作为泵膜,利用硅各向异性腐蚀形成扩散口/喷口结构,并利用压电双晶片作为驱动部件。该微泵的制作工艺简单,使用寿命长,具有良好的液体驱动性能。对于使用15 mm长的压电双晶片作为驱动器的压电无阀微泵,在100 V6、0 Hz、占空比为1的方波驱动下,最大流速可达151μL/min。

交流电渗驱动机理及流速计算

在阐述电极极化机制的基础上说明了交流电渗流的形成过程;通过建立非对称电极等效电路和理论模型,获得了交流电渗流微泵的流速的计算公式;通过分析,解释了对称电极虽然能产生局部电渗流但不能形成流速的现象。研究结果为进一步分析和研究交流电渗流微泵提供了理论基础。

新型深井潜水泵轴向力平衡装置的原理和计算

新型深井潜水泵轴向力平衡装置与传统平衡装置的结构和原理不同，既能平衡轴向力，又基本上无泄漏，并能提高泵的可靠性。论述新装置的原理和计算有关问题。

内燃式水动力系统的满负荷特性

提出了一种直接利用内燃机活塞的直线往复运动实现水压力能输出的新工作模式。实现了内燃机和柱塞式水泵结构的一体化,研制了内燃式水动力系统试验样机。介绍了其工作原理和结构特点。采用计算机仿真的方法, 得到了满负荷条件下的主要工作性能。结果表明,在满负荷条件下,其有效功率、有效热效率及输出压力比内燃机一柱塞式水泵组合系统大约高13％-15％;燃油消耗率大约低15％左右。通过试验,给出了满负荷条件下燃油消耗率、输出压力、输出流量与曲轴工作转速之间的关系曲线,并与仿真结果进行了比较。给出了满负荷条件下, 内燃式水动力系统转速的最佳工作区间。

注塑机后模板顺序优化设计研究

为了有效地降低注塑机模板的重量,提出了从高层次拓扑优化到底层次参数化优化的顺序优化设计方法.该方法基于拓扑优化设计以及参数化优化设计理论,运用密度方法建立结构的拓扑优化数学模型,用优化准则(OC)法对拓扑优化问题进行求解,运用敏度过滤技术解决棋盘格式和网格依赖问题.对拓扑优化得到的模型进行规整,并采用基于连续非约束最小化技术(SUMT)的子问题近似法,对规整后的模型进行参数化优化,得到最终的顺序优化模型.研究结果表明,与原有的后模板模型相比,用该顺序优化方法得到的后模板模型的刚度和强度均有提高,体积明显减少.

交流电渗微泵理论模型与数值仿真

通过交流电渗流的产生机制及对非对称电极交流电渗微泵驱动原理的分析,建立了交流电渗微泵的物理模型和数学模型.根据微通道内电势分布满足Laplace方程,确定了交流电渗微泵微通道内电势及电场分布.并且利用设定的微通道内流场的边界条件,对Navier-Storks方程进行了数值仿真计算,获得了微通道内电渗流流场,分析表明其仿真计算与实验结果具有较好的一致性.从而验证了交流电渗微泵理论模型的正确性,为进一步研究和分析非对称电极交流电渗微泵提供了理论工具和仿真手段.

新型压电微泵的结构设计与理论分析

微泵在微流控化学分析芯片中有很大的应用前景,日益成为人们研究的热点。从结构设计、理论分析和工艺加工3个方面研究了微阀与微泵,设计出用压电驱动和聚二甲基硅氧烷(PDMS)作为泵膜的集成微阀与微泵,其特点是原理新颖、结构简单、易于加工、操作方便。结构主要是由PDMS泵膜、硅片和压电驱动器组成,其中,PDMS既是泵膜和缓冲单元,也是主动阀片。在直流电压的驱动下,其工作状态是微阀,阻止流体的单向流通,在方波信号的驱动下,其工作状态是微泵,实现流体的吸入与泵出。给出各种几何参数、工作原理和工艺流程。

泵CAD中的原理方案设计模型

在详细分析泵行业中CAD状况的基础上 ,阐述了建立水泵原理方案设计模型的必要性。考虑现有的设计方法模型的特点以及水泵原理设计的自身规律 ,在面向对象设计模型的基础上融合了逐步求精模型的闭环设计思想 ,在功能分解中采用了Function -Behavior -State(FBS)方法 ,提出了一个原理方案设计模型。并进一步将该模型应用于泵的原理方案设计的一实例中 ,得到了一个较为完整的水泵原理设计流程 ,表明此模型具有可操作性、可重用性。

基于遗传神经网络的故障智能诊断方法及其应用研究

该文将BP神经网络与遗传算法结合起来,建立了遗传神经网络模型。然后通过采用Visual C++6.0语言并结合数据库技术开发出液压AGC故障智能诊断平台,阐述了平台设计思想。最后,以电液伺服阀为例,给出了故障模式识别的实验数据,证明了遗传神经网络用于该故障诊断系统的可行性。

非对称电极交流电渗微泵流体驱动研究

通过非对称电极等效电路的理论模型获得了交流电渗流微泵的流速计算公式;分析结果和数值仿真具有较好的一致性,从而验证了该模型的正确性。等效电路的理论模型为非对称电极交流电渗流微泵的研究提供了有效的理论分析方法。

低比速泵设计方法研究

研究低比速泵提高效率、消除驼峰和避免过裁的原理及水力设计方法，介绍其与现有普通离心泵技术之区别和进展，并探讨今后发展趋势。

液态硫磺泵的选型和设计

根据流程对液态硫磺泵的使用要求，对泵的选型进行了分析;提出采用部分流渠的合理性;并介绍了液态硫磺泵的具体设计参数和试验结果。

交流电渗粒子收集的研究

针对低浓度微纳粒子快速准确收集这一MEMS领域瓶颈问题展开了相关研究.实验研究发现,在对称电极芯片上施加低压低频交流电信号,样品中的微纳粒子收集到电极表面固定区域.以交流电场机制为基础,建立了交流电渗对称电极的二维模型及等效电路,推导了交流电渗作用下的微流体流动速度公式,对比研究了介电泳、重力以及浮力作用下微纳粒子的运动速度.通过数值仿真计算,分析了交流电渗作用下微纳粒子在对称电极上的收集位置,研究了介电泳力对于微纳粒子收集的影响,并对仿真与实验进行了对比分析.研究表明,在交流电场机制中低压低频条件下,交流电渗起主导作用,能够快速准确地进行微纳粒子收集.

液环泵的计算机优化设计

本文通过液环泵有关结构参数对液环形状和排出压力影响的计算机分析,提出了液环泵优化设计的方法,并展示了系统框图和优化设计的结果。

表面等离子体共振传感器的仿真

为了得到基于相位检测、角度检测和波长检测的表面等离子体共振(SPR)生物传感器的高检测精度,利用Matlab建立了Kretschmann模型SPR传感器的数值仿真软件。系统地进行了棱镜折射率、测试介质折射率、金膜的厚度等因素对3种不同检测方式的SPR曲线的影响。理论分析结果表明:角度调制时与介质折射率增加时,SPR角也相应增加,相位检测对传感层的折射率具有选择性。

基于模糊神经网络的电液比例系统同步控制方法

以某厂钢坯翻转系统为例,建立电液比例阀动态方程及其控制框图,提出基于模糊神经网络的电液比例系统同步控制策略,构建基于模糊神经网络的同步控制器,详细叙述了模糊神经网络的基本结构和运算法则。结果表明,该控制方法具有控制精度高、动态跟踪性能好以及鲁棒性强等特点,能很好地满足实际工作要求。

坐标变换法数值求解微通道行波电场电渗流

采用坐标变换法数值求解了耦合的Poisson-Nernst-Planck(PNP)方程和Navier-Stokes(NS)方程,研究二维狭窄微通道行波电场电渗流数值解.数值结果表明,坐标变换法能有效降低电渗流解数值解在双电层的高梯度,有效改善数值解的收敛性和稳定性.坐标变换的电渗流数值解和原始坐标下的数值解完全一致.坐标变换后采用简单的网格也能得到和原始坐标下复杂网格相同的解.给出了滑移边界的近似解与完整的PNP-NS数值解的比较.在双电层厚度与微通道深度比值(λ/H)很小的情况下(相对深通道),两者的解基本一致.但在λ/H较大时(相对浅通道)滑移边界的解高于电渗流速度.

驱动参数对串联和并联压电微泵特性影响比较研究

无阀压电微泵在微流体驱动及芯片上的实验室等方面有着广泛的应用。为了比较串联、并联无阀压电微泵性能差异,采用玻璃湿法腐蚀工艺,以玻璃为基体,制造出含有串联、并联腔体结构压电微泵,并采用聚二甲基硅氧烷(PDMS)对微泵进行封装,两种微泵泵腔和扩张/收缩微流道尺寸相同。设计出不同驱动信号波形、电压、相位、占空比和对称性组合,并将不同驱动方式组合应用于两种微泵的流量和压力性能测试。结果显示:驱动条件对两种微泵性能有较大影响;两种微泵的流量和压力随着驱动电压升高均呈现增大趋势;三角波驱动条件下两种微泵性能优于正弦波和方波驱动;驱动波形相位、占空比和对称性对串联微泵性能的影响较并联微泵大。试验同时得出:P1和P2两个腔体在正弦-正弦信号组合驱动下,串联微泵的流量和压力值在相位差为±180°时达到最大;并联微泵则在相位差为0°时达到最大,与并联和串联微泵结构及工作原理相一致;所有驱动条件组合下,并联微泵性能优于串联微泵。试验测得并联微泵的最大流量和压力分别为173μL/min和490.8 Pa,串联微泵的最大流量和压力分别为83.1μL/min和190.3 Pa。

水泵转轮改型设计的数值计算

基于参考文献［２］，克服混合问题所特有的求解域内边界未定的难点，研究水泵转轮内部全三维不可压缩流体流动，提出三维流道改型设计数值模拟的新途径。