压电式微型合成射流器结构参数优化设计

压电式微型合成射流器的结构参数对射流速度有极大影响,然而各结构参数的影响规律及程度无法用单因素考查法来确定。针对这个问题,采用正交分析法结合多域耦合数值模拟,研究了主要结构参数对射流速度的综合影响,对器件结构参数进行了优化。仿真结果表明:在所考查的参数范围内,喷口宽度、腔体宽度、压电片厚度对射流速度的影响较大,但三者的影响程度依次降低;射流速度随喷口宽度、压电片厚度的增大而减小,随腔体宽度的增大而增大;压电片宽度对射流速度影响很小。在此基础上,采用微机电系统(MEMS)加工工艺制作了压电式微型合成射流器,测得器件能承受的最大激励电压为30 V,最大射流速度为10 m/s,最佳工作频率为10 kHz。