微小尺度射流流量傳感器的數(shù)值仿真與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、流量測(cè)量問(wèn)題與工業(yè)生產(chǎn)和人民生活息息相關(guān),也一直是科研人員所關(guān)注的重要課題。伴隨科學(xué)技術(shù)及工業(yè)工程微型化的進(jìn)程,流量測(cè)量問(wèn)題已由宏觀尺度轉(zhuǎn)移到微觀領(lǐng)域,微小尺度下流體流量的精確測(cè)量問(wèn)題成為新的科研難點(diǎn),極需要微型流量傳感器的設(shè)計(jì)與應(yīng)用。論文從理論分析、模型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及數(shù)值仿真和實(shí)驗(yàn)探究方面對(duì)提出的一種無(wú)反饋式微小尺度射流流量傳感器進(jìn)行了系統(tǒng)研究。利用流體在特定流道條件下的振蕩頻率與流速成線(xiàn)性關(guān)系的規(guī)律,提出了微小尺度下射流流量傳感器的流

2、量測(cè)量方法,采用二維和三維數(shù)值仿真研究和微流控芯片的實(shí)驗(yàn)研究對(duì)微小尺度下的流量傳感技術(shù)做了探索性的研究,獲得了微小尺度射流流量傳感器的動(dòng)態(tài)特性參數(shù),建立了微小尺度下流體的流量測(cè)量模型。論文的主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　(1)對(duì)MEMS系統(tǒng)下的微小流量測(cè)量的相關(guān)理論及研究方法進(jìn)行了梳理,詳細(xì)介紹了射流流量計(jì)在流量測(cè)量方面的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)以及研究現(xiàn)狀,綜述了微流體的研究進(jìn)展,并介紹了流動(dòng)數(shù)值計(jì)算方法的相關(guān)情況。
　　(2)詳細(xì)介紹了射流傳

3、感器流量測(cè)量的基本理論。對(duì)射流的概念、分類(lèi)、理論特性以及應(yīng)用作了概括,重點(diǎn)研究了基于射流振蕩的流量測(cè)量原理和數(shù)學(xué)模型,其中包括對(duì)射流卷吸現(xiàn)象、射流附壁效應(yīng)和雙穩(wěn)結(jié)構(gòu)射流元件的分析。
　　(3)提出了一種無(wú)反饋式微小尺度射流流量傳感器的結(jié)構(gòu)模型,建立了該傳感器的二維和三維幾何模型和網(wǎng)格計(jì)算模型,并運(yùn)用流體數(shù)值模擬軟件對(duì)該振蕩器開(kāi)展了二維和三維數(shù)值仿真研究,得到了射流振蕩器的動(dòng)態(tài)輸出特性,建立了微小流量測(cè)量模型。
　　(4)根據(jù)