微流體中空泡的產(chǎn)生及其動(dòng)力學(xué)特性研究.pdf

1、空泡作為一種潛在的動(dòng)力源,在微機(jī)械系統(tǒng)中發(fā)揮著重要的作用。不同的裝置以及工作環(huán)境,對(duì)空泡有不同的要求。而空泡的變化則是通過CCD以及他的動(dòng)力學(xué)特性參數(shù)反映出來。因此,空泡在微流體中動(dòng)力學(xué)特性的研究,對(duì)微機(jī)械系統(tǒng)選擇合適的工況條件具有指導(dǎo)作用。
　　 本文針對(duì)實(shí)現(xiàn)空泡在微流體中定點(diǎn)潰滅的出發(fā)點(diǎn),設(shè)計(jì)和制作了一種波浪型槽的微流體芯片。
　　 采用分子動(dòng)力學(xué)模擬計(jì)算的方法,對(duì)處于自由界面和微流體通道中的兩種不同條件下的空泡潰滅

2、的過程進(jìn)行了分析。通過對(duì)其勢(shì)能、壓力等動(dòng)力學(xué)特性參數(shù)的研究,獲得了空泡在這兩種狀態(tài)下變化過程的特征。研究發(fā)現(xiàn),自由界面內(nèi)的空泡在潰滅過程中會(huì)先膨脹,再收縮、潰滅;而微流體通道內(nèi)的空泡則是直接收縮、潰滅。在不同溫度、數(shù)密度等環(huán)境條件的影響下,空泡也表現(xiàn)出來不同的動(dòng)力學(xué)特性。高溫或較大的數(shù)密度都會(huì)加快空泡的潰滅速度。
　　 采用數(shù)值模擬計(jì)算的方法,模擬空泡在兩種角度下的產(chǎn)生過程以及流體流速和針孔孔徑對(duì)空泡脫離半徑以及脫離時(shí)間的影響。