有限元法分析磁流變液電磁-流場(chǎng)耦合微管道流動(dòng)特性.pdf

1、隨著微流體系統(tǒng)的發(fā)展，微流體的驅(qū)動(dòng)和控制技術(shù)已經(jīng)成為微系統(tǒng)發(fā)展需要解決的關(guān)鍵技術(shù)。磁流變技術(shù)在兼顧流體傳動(dòng)優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上增加了電磁可控特性，可以彌補(bǔ)流體在微機(jī)電系統(tǒng)中難以進(jìn)行精確控制的缺點(diǎn)。本文研究磁流變液在微觀狀態(tài)下的流體動(dòng)力學(xué)模型及其可控特性，研制基于磁流變技術(shù)的微閥結(jié)構(gòu)，以達(dá)到實(shí)現(xiàn)微操縱機(jī)構(gòu)的高精度控制目標(biāo)。 本文正是在此背景下，研究用磁流變液（MRF）作為流體在微小管道中的流動(dòng)控制情況。首先，介紹了微管道的相關(guān)理論，包括宏

2、觀流體和微觀流體的異同以及微觀流體的一些相關(guān)特性；隨后在第三章進(jìn)行了理論推導(dǎo)工作，包括外部電磁場(chǎng)的計(jì)算、管道內(nèi)部和管壁上電磁場(chǎng)的推導(dǎo)、磁流變液的微觀粒子模型和材料模型以及管道的電磁-流場(chǎng)耦合計(jì)算；在第四章用軟件COMSOL的有限元數(shù)值分析方法，對(duì)磁流變液的耦合模型進(jìn)行建模和仿真，模擬并得到了流過(guò)兩個(gè)通電螺線管之間的微孔管道的磁流變液的流動(dòng)特性數(shù)據(jù)。同時(shí)搭建了磁流變液的微管道流量檢測(cè)系統(tǒng)，得到在不同的電流條件下磁流變液的流量，并與仿真分析