邓志丹
- 作品数：9 被引量：20H指数：3
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- 相关领域：机械工程农业科学化学工程更多>>
- 无阀压电微泵用平面锥管内部流动附壁效应
- 2015年
- 为研究锥管内流体流动中产生的附壁效应对其流阻系数的影响,采用数值模拟的方法对平面锥管内部流动附壁效应进行研究.结果表明：雷诺数Re在300～3000,锥管角度在5～40°时,扩散方向流动可以分为3种状态,即稳定状态、附壁状态和射流状态.锥管角度为10～35°时,锥管内流动易于发生附壁效应.Re在300～1 200时,稳定状态扩散流阻系数随着扩散角的增大迅速降低;附壁状态扩散流阻系数随着扩散角的增大缓慢增大;射流状态扩散流阻系数随着扩散角的增大而缓慢降低.Re在1 800～3 000时,附壁状态扩散流阻系数在锥管角度为30°时达到最大值.流阻系数比在稳定状态和射流状态下基本不变,在附壁状态下随着扩散角的增大迅速减小.
- 何秀华朱学斌杨嵩邓志丹
- 关键词：附壁效应流阻系数数值模拟
- 无阀压电泵用平面锥管的非稳态特性研究被引量：2
- 2014年
- 利用CFX软件在不同Womersley数(Wo)下对锥角为5°和10°的平面锥管的非稳态特性进行了数值模拟研究,目的在于获得非稳态条件下影响无阀压电泵用平面锥管流动特性的因素。锥管进口设为随时间按正弦规律变化的压力边界条件,压力幅值分别取0.5、1和5kPa。结果表明:流量变化滞后于压力变化,且Wo越大,压力幅值越小,相位差越大;净流量随压力幅值和锥角的增大而增大;锥管扩散方向和收缩方向的压力损失系数随Wo的增大而增大,随压力幅值和锥角的增大而减小;低Wo下,压力幅值越大,微泵的整流效率越高,高Wo下,压力幅值越小,整流效率越高;非稳态流动产生的旋涡对无阀压电泵的输出性能有重要影响。
- 何秀华蔡盛川邓志丹杨嵩韦丹丹
- 关键词：无阀压电泵数值模拟
- 一种合成射流压电微泵关键结构参数确定方法被引量：4
- 2016年
- 为增大无阀微泵流量,改进合成射流微泵设计方法,设计一种基于合成射流压电激励器的微泵结构,并提出关键结构参数的确定方法.在合成射流激励器流场模拟结果基础上,绘制其轴线上的轴向瞬时速度变化曲线以及出口横截面上的轴向速度分布曲线,利用轴线上轴向速度稳定点以及出口横截面上轴向速度分布曲线的零点确定最佳泵腔高度和出口直径.对所选用的合成射流激励器流场进行三维数值模拟,结果表明:利用该方法得到微泵结构的最佳泵腔高度为7 mm,最佳出口直径为1.78 mm.在零背压下,当雷诺数为225、频率为100 Hz时,该合成射流微泵流量可达32.1 m L/min.数值仿真与实验对比验证了方法的可行性.利用该方法可以有效地确定该类微泵在大流量且连续稳定出流性能下的关键结构尺寸.
- 何秀华张习同杨嵩邓志丹
- 关键词：压电微泵合成射流结构参数数值模拟
- 基于合成射流的无阀压电泵性能被引量：1
- 2015年
- 提出了一种可以实现连续出流的大流量无阀压电泵,该泵基于合成射流原理,其输出流量大于泵腔体积变化量.为了分析微泵流动特性及内部流场,建立其三维模型并采用CFX软件进行数值模拟.结果表明:泵腔高度、进口直径和出口直径是影响该泵性能的3个主要因素;进出口间距和泵腔直径对流量的影响较小;在一定速度范围内,对空气和水2种介质的计算结果进行了分析,发现在较小速度范围内2种介质的计算结果相差较大,在较大速度范围内二者相差较小.进口直径为2 mm,出口直径为1 mm,泵腔高度为3 mm,频率f=100 Hz,喷口最大雷诺数Re=750时,流量为24 m L/s,容积变形量为1.12.
- 何秀华朱学斌杨嵩邓志丹
- 关键词：合成射流无阀压电泵
- 无阀压电泵用椭圆组合管正交优化设计与试验被引量：8
- 2013年
- 为了提高无阀压电泵中流管的流阻特性,提出一种新型椭圆组合管结构。该流管为三通结构,汇流管是传统扩散/收缩管,分流管是椭圆曲线结构的扩散/收缩管。通过数值模拟,应用正交方法优化椭圆组合管的结构参数。设计选用的汇流管最小宽度d=150μm,流管深度H=150μm,优化结果表明当进出口压差为50 kPa时,结构尺寸为r=75μm,L=3 000μm,θ=7°,γ=80°,a=1 000μm,b=450μm的椭圆组合管有最高的正反向流阻系数比λ。通过MEMS技术制作出优化后的椭圆组合管并进行试验,并与数值模拟结果对比。结果表明:试验值小于模拟值,压差在10-100 kPa范围内,正向流量试验值与模拟值最大相差12.6%,反向流量两者最大相差5.3%;压差为50 kPa时,两者的λ值分别为1.83和1.97,相差7.65%。
- 邓志丹何秀华杨嵩李富
- 关键词：压电泵数值模拟正交试验
- 单振子双腔体V形管无阀压电泵的流场分析
- 2012年
- 为了提高泵送流量,获得连续、低脉动的输出特性,设计了一种单振子双腔体V形管无阀压电泵,并建立其几何模型,对其工作原理进行了简要介绍,采用Fluent软件的动网格模型对其内部流动进行数值分析.对压电泵内部流场进行动态模拟,得到不同时期压电泵内部的压力、速度及瞬时流量等动态特征,将双晶片压电振子的动态特征和流体的运动特征有机地结合在一起,结果与压电泵的工作原理相吻合,验证了动网格模型应用于压电泵数值模拟计算的可行性.通过大量的数值模拟研究了驱动频率、压电振子振幅、泵腔高度和V形管位置对单振子双腔体V形管无阀压电泵输出性能的影响.模拟结果表明:驱动频率为250 Hz时单振子双腔体V形管无阀压电泵的出口流量最大;压电振子振幅越大,出口流量越大;合理选择一组振幅值、泵腔高度和管道位置,便可得到压电泵的最优输出性能.
- 何秀华李富毕雨时邓志丹王健
- 关键词：压电泵流场输出性能
- 无阀压电泵用平面锥管内部流动特性被引量：3
- 2012年
- 为了研究锥管的流阻特性,采用数值模拟的方法对最小截面宽度为150μm,高度为150μm的平面锥管进行分析,得到雷诺数在100～2 000范围内,收缩方向流阻系数与扩散方向流阻系数的比值λ随锥角θ及流管长宽比l/w变化的规律.结果表明:流管锥角越小,θ及l/w对λ值的影响越大,且流管的流阻特性随θ和l/w的变化发生了转换;在Re=100与Re≥500两种工况下,流管扩散方向流阻系数ξd随θ及l/w的变化趋势相反;Re=100时,流管多呈沿扩散方向流阻较小的Ⅰ类流管特性,θ=20°,l/w=20的流管的λ值最大达到1.22;Re≥500时,流管多呈沿收缩方向流阻较小的Ⅱ类流管特性,θ=20°,l/w=1的流管的λ值最小达到0.63.说明不同雷诺数流动下流管的流阻特性相差较大,不同工况下可通过选用合适的流管结构参数提高无阀压电泵的工作效率.
- 何秀华禚洪彩杨嵩邓志丹李富
- 关键词：无阀压电泵流动特性数值模拟
- 并联三通全扩散/收缩管无阀压电泵的性能被引量：3
- 2013年
- 采用流固耦合的方法,对三通全扩散/收缩管单腔无阀微泵进行了数值模拟计算,并进行试验验证,结果表明:当激励电压幅值为100 V时,在50～175 Hz范围内,微泵的流量随频率的增大而增大,计算值与试验值的最大误差为12%;当确定频率为100 Hz时,微泵流量随电压的增大而线性增大;试验结果较好地验证了数值模拟方法的可行性.在此基础上,针对单腔无阀微泵低流量、低输出压力的缺点,设计并研究了基于三通全扩散/收缩管的并联结构无阀压电泵.应用上述数值模拟方法,分析了并联结构下两振子振动相位差对微泵流量的影响,绘制出了不同相位差下并联微泵流量图和微泵在1个周期内瞬时流量图,并与单腔结构的微泵进行了性能对比.结果表明:并联结构下微泵流量随振子振动相位差的变化不大;在相位差为180°时流量最大,为0.367 mL/min;在相位差为360°时微泵实现了流量的连续输送,其流量为0.349 mL/min,性能较单腔结构微泵有了较大的提高.
- 邓志丹李富何秀华王健
- 关键词：无阀压电泵收缩管流固耦合并联结构
- 基于对数螺旋线的新型被动式微混合器的性能被引量：2
- 2014年
- 为了提高微混合器的混合效果,减少能量损失,提出一种由对数螺旋线流道组成的被动式微混合器,该微混合器的流道由2条对数螺旋线构成,对数螺旋线极角的取值范围为0°-180°.采用CFD软件分析了该微混合器在不同雷诺数下的混合性能,雷诺数取值范围为0.2-100.0,选择层流模型进行数值模拟.结果显示,当雷诺数小于5.0时,微混合器的出口混合指标随雷诺数的增加逐渐减小;当雷诺数大于5.0时,出口混合指标随雷诺数的增加而增大.雷诺数为0.2时,微混合器的混合指标受对数螺旋线系数b2和宽度w的影响很小,此时混合指标在0.6-0.8;随着雷诺数的增加,对数螺旋线系数b2和宽度w对混合指标的影响逐渐变强.在雷诺数为50.0的情况下,当b2为0.35-0.50,w为0.05-0.13时,微混合器的混合指标较大,混合效果较好.
- 何秀华韦丹丹邓志丹杨嵩蔡盛川
- 关键词：对数螺旋线数值模拟
