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惯性力驱动微尺度下液柱运动模型
  • ISSN号:1006-2467
  • 期刊名称:《上海交通大学学报》
  • 时间:0
  • 分类:TH128[机械工程—机械设计及理论]
  • 作者机构:南京理工大学机械工程学院,南京210094
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(51475245)
中文摘要:

为快速预测微尺度下液柱受惯性力作用时其分界面的运动位移,基于非定常伯努利方程建立了其理论模型.首先,推导了惯性力作用下微液柱的运动方程.然后,利用封闭的环形微通道仿真模型,对微液柱受阶跃型加速度作用时的动态响应进行了数值仿真,利用仿真数据拟合得到了对应的待定系数k值,并进一步确定了k值表达式.最后,制作了微通道实验样机,利用高速摄影机和离心实验平台进行离心加载实验.结果表明,所建立的惯性力驱动微液柱运动模型,可用于预测微尺度下液柱的分界面运动位移,其计算精度满足工程设计要求.

英文摘要:

To predict the displacement of the liquid-gas interface of the liquid column driven by inertial force, in micro-channel, the motion mechanism of the liquid column in micro-channel was theoretically ana- lyzed. Its theoretical model was derived based on the unsteady Bernoulli equation. Then, the closed loop micro-channel simulation model was adopted to simulate the dynamic response of liquid column at step ac- celeration. The models were simulated by Fluent 6.3 with the VOF and CSF module. The undetermined coefficient k of the theoretical model was fitted by the displacement-time curves, and its expression was confirmed. Finally, to verify the applicability of the theoretical model, a micro-channel prototype was fab- ricated and tested by using a custom-built centrifugal testing setup with a high speed camera. The average deviation of the experiment and theoretical analysis is 5 %. The displacement-time curves of the experiment and theoretical analysis are in good agreement. The results show that the theoretical model of the liquid column, flow in micro-scale, driven by inertial force, is feasible.

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期刊信息
  • 《上海交通大学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中华人民共和国教育部
  • 主办单位:上海交通大学
  • 主编:郑杭
  • 地址:上海市华山路1954号15F
  • 邮编:200030
  • 邮箱:shjt@chinajournal.net.cn
  • 电话:021-62933373 62932534
  • 国际标准刊号:ISSN:1006-2467
  • 国内统一刊号:ISSN:31-1466/U
  • 邮发代号:4-256
  • 获奖情况:
  • 1996年全国优秀科技期刊奖,1992年、1996年、1999年国家教育部系统优秀科技期刊奖,2002年“百种重点期刊奖”,2003年百种中国杰出学术期刊,2004年教育部全国高校优秀科技期刊一等奖,2004年“百种重点期刊奖”
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),美国数学评论(网络版),德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:30903