電磁場驅(qū)動下的液體流動實(shí)驗(yàn)與模擬研究.pdf

1、計(jì)算流體力學(xué)作為經(jīng)典流體力學(xué)、數(shù)值分析方法和計(jì)算機(jī)技術(shù)的有機(jī)結(jié)合體,近年來,得到不斷發(fā)展和壯大,成為科研和工程設(shè)計(jì)的有效手段。理論、實(shí)驗(yàn)和模擬三者相互滲透,既推動了流體力學(xué)理論的新發(fā)展,同時(shí)也加強(qiáng)了流體力學(xué)的工程應(yīng)用。從電場和磁場當(dāng)中導(dǎo)電的液體受力出發(fā),分析了電解質(zhì)溶液在電磁場中的驅(qū)動與運(yùn)動,根據(jù)電磁驅(qū)動模型,針對被驅(qū)動流場中微觀粒子圖像測速技術(shù)進(jìn)行研究,并設(shè)計(jì)了流體多尺度下的驅(qū)動顯示實(shí)驗(yàn)裝置,進(jìn)行了測試。首先,分析電解質(zhì)溶液在電磁場中

2、驅(qū)動的機(jī)理,建立出理想條件下的數(shù)學(xué)模型,歸納液體在電磁力驅(qū)動下的運(yùn)動方程,得到電場和磁場與運(yùn)動的關(guān)系。其次,自行研制不同材料與結(jié)構(gòu)的電磁場驅(qū)動電解質(zhì)溶液的實(shí)驗(yàn)裝置,采用圖像分析與轉(zhuǎn)換技術(shù)研制設(shè)計(jì)出“宏觀與微觀尺度下”的電磁驅(qū)動液體流動觀測實(shí)驗(yàn)裝置,通過激光光源的改進(jìn)與在流場顯示中的應(yīng)用設(shè)計(jì),提出流場內(nèi)粒子的“微觀”顯示與測速方法,得到流場的圖像和數(shù)據(jù)等。然后,使用有限元法對通道內(nèi)的液體流動進(jìn)行分析,應(yīng)用ANSYS軟件建立數(shù)值模擬模型,獲