微小尺度射流流量傳感器的數(shù)值仿真與實驗研究.pdf

1、流量測量問題與工業(yè)生產(chǎn)和人民生活息息相關,也一直是科研人員所關注的重要課題。伴隨科學技術及工業(yè)工程微型化的進程,流量測量問題已由宏觀尺度轉移到微觀領域,微小尺度下流體流量的精確測量問題成為新的科研難點,極需要微型流量傳感器的設計與應用。論文從理論分析、模型結構設計以及數(shù)值仿真和實驗探究方面對提出的一種無反饋式微小尺度射流流量傳感器進行了系統(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性關系的規(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驗研究對微小尺度下的流量傳感技術做了探索性的研究,獲得了微小尺度射流流量傳感器的動態(tài)特性參數(shù),建立了微小尺度下流體的流量測量模型。論文的主要研究內容如下:
　　(1)對MEMS系統(tǒng)下的微小流量測量的相關理論及研究方法進行了梳理,詳細介紹了射流流量計在流量測量方面的獨特優(yōu)勢以及研究現(xiàn)狀,綜述了微流體的研究進展,并介紹了流動數(shù)值計算方法的相關情況。
　　(2)詳細介紹了射流傳

3、感器流量測量的基本理論。對射流的概念、分類、理論特性以及應用作了概括,重點研究了基于射流振蕩的流量測量原理和數(shù)學模型,其中包括對射流卷吸現(xiàn)象、射流附壁效應和雙穩(wěn)結構射流元件的分析。
　　(3)提出了一種無反饋式微小尺度射流流量傳感器的結構模型,建立了該傳感器的二維和三維幾何模型和網(wǎng)格計算模型,并運用流體數(shù)值模擬軟件對該振蕩器開展了二維和三維數(shù)值仿真研究,得到了射流振蕩器的動態(tài)輸出特性,建立了微小流量測量模型。
　　(4)根據(jù)